Семестровая работа №2
.docСеместровая работа №2
Электростатика, постоянный электрический ток, магнитостатика, электромагнитная индукция, электрические колебания, геометрическая и волновая оптика.
Таблица 2. Задания к семестровой работе №2.
№ варианта |
Номера заданий |
|||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
1 |
1 |
21 |
41 |
52 |
72 |
92 |
111 |
131 |
151 |
171 |
191 |
211 |
2 |
2 |
22 |
42 |
53 |
73 |
93 |
112 |
132 |
152 |
172 |
192 |
212 |
3 |
3 |
23 |
43 |
54 |
74 |
94 |
113 |
133 |
153 |
173 |
193 |
213 |
4 |
4 |
24 |
44 |
55 |
75 |
95 |
114 |
134 |
154 |
174 |
194 |
214 |
5 |
5 |
25 |
45 |
56 |
76 |
96 |
115 |
135 |
155 |
175 |
195 |
215 |
6 |
6 |
26 |
46 |
57 |
77 |
97 |
116 |
136 |
156 |
176 |
196 |
216 |
7 |
7 |
27 |
47 |
58 |
78 |
98 |
117 |
137 |
157 |
177 |
197 |
217 |
8 |
8 |
28 |
48 |
59 |
79 |
99 |
118 |
138 |
158 |
178 |
198 |
218 |
9 |
9 |
29 |
49 |
60 |
80 |
100 |
119 |
139 |
159 |
179 |
199 |
219 |
10 |
10 |
30 |
50 |
61 |
81 |
101 |
120 |
140 |
160 |
180 |
200 |
220 |
11 |
11 |
21 |
31 |
62 |
82 |
102 |
121 |
141 |
161 |
181 |
201 |
221 |
12 |
12 |
22 |
32 |
63 |
83 |
103 |
122 |
142 |
162 |
182 |
202 |
222 |
13 |
13 |
23 |
33 |
64 |
84 |
104 |
123 |
143 |
163 |
183 |
203 |
223 |
14 |
14 |
24 |
34 |
65 |
85 |
105 |
124 |
144 |
164 |
184 |
204 |
224 |
15 |
15 |
25 |
35 |
66 |
86 |
106 |
125 |
145 |
165 |
185 |
205 |
225 |
16 |
16 |
26 |
36 |
67 |
87 |
107 |
126 |
146 |
166 |
186 |
206 |
226 |
17 |
17 |
27 |
37 |
68 |
88 |
108 |
127 |
147 |
167 |
187 |
207 |
227 |
18 |
18 |
28 |
38 |
69 |
89 |
109 |
128 |
148 |
168 |
188 |
208 |
228 |
19 |
19 |
29 |
39 |
70 |
90 |
110 |
129 |
149 |
169 |
189 |
209 |
229 |
20 |
20 |
30 |
40 |
71 |
91 |
92 |
130 |
150 |
170 |
190 |
210 |
230 |
-
Точечные заряды 20 мкКл, –10 мкКл находятся на расстоянии 5 см друг от друга. Определить напряженность поля в точке, удаленной на 3 см от первого и на 4 см от второго заряда. Определить также силу F, действующую в этой точке на точечный заряд 1 мкКл.
-
Два положительных точечных заряда Q и 9Q закреплены на расстоянии 100 см друг от друга. Определить, в какой точке на прямой, проходящей через заряды, следует поместить третий заряд так, чтобы он находился в равновесии. Указать, какой знак должен иметь этот заряд для того, чтобы равновесие было устойчивым, если перемещения зарядов возможны только вдоль прямой, проходящей через закрепленные заряды.
-
Два одинаково заряженных шарика подвешены в одной точке на нитях одинаковой длины. При этом нити разошлись на угол α. Шарики погружают в масло. Какова плотность ρ масла, если угол расхождения нитей при погружении в масло остается неизменным? Плотность материала шариков 1,5∙103 кг/м3, диэлектрическая проницаемость масла 2,2.
-
Четыре одинаковых заряда Q1=Q2=Q3=Q4=40 нКл закреплены в вершинах квадрата со стороной 10 см. Найти силу F, действующую на один из этих зарядов со стороны трех остальных.
-
В вершинах правильного треугольника со стороной 10 см находятся заряды Q1=10 мкКл, Q2=20 мкКл и Q3=30 мкКл. Определить силу F, действующую на заряд Q1 со стороны двух других зарядов.
-
В вершинах квадрата находятся одинаковые заряды Q1=Q2=Q3=Q4=8∙10–10 Кл. Какой отрицательный заряд Q нужно поместить в центре квадрата, чтобы сила взаимного отталкивания положительных зарядов была уравновешена силой притяжения отрицательного заряда?
-
На расстоянии d=20 см находятся два точечных заряда: Q1=–50 нКл и Q2=100 нКл. Определить силу F, действующую на заряд Q3=–10 нКл, удаленный от обоих зарядов на одинаковое расстояние, равное d.
-
Расстояние между двумя точечными зарядами 2 нКл и 4 нКл равно 60 см. Определить точку, в которую нужно поместить третий заряд так, чтобы система зарядов находилась в равновесии. Определить этот заряд и его знак. Устойчивое или неустойчивое будет равновесие?
-
Два шарика с массами m=0,1 г каждый подвешены в одной точке на нитях длиною l=20 см каждая. Получив одинаковый заряд, шарики разошлись так, что нити образовали между собой угол =60°. Найти заряд каждого шарика.
-
Два одинаковых заряженных шарика подвешены в одной точке на нитях одинаковой длины. При этом нити разошлись на угол . Шарики погружаются в масло плотностью 8102 кг/м3. Какова диэлектрическая проницаемость масла, если угол расхождения нитей при погружении шариков в масло остается неизменным? Плотность материала шариков 1,6103 кг/м3.
-
Даны два шарика массой m=1 г каждый. Какой заряд нужно сообщить каждому шарику, чтобы сила взаимного отталкивания зарядов уравновесила силу взаимного притяжения шариков по закону тяготения Ньютона? Рассматривать шарики как материальные точки.
-
В элементарной теории атома водорода принимают, что электрон обращается вокруг ядра по круговой орбите. Определить скорость электрона, если радиус орбиты 5,310-9 см. Сколько оборотов в секунду делает электрон?
-
Расстояние между двумя точечными зарядами 1 мкКл и - 1 мкКл равно 10 см. Определить силу, действующую на точечный заряд Q=0,1 мкКл, удаленный на 6 см от первого и 8 см от второго зарядов.
-
В вершинах шестиугольника со стороной а=10 см расположены точечные заряды Q, 2Q, 3Q, 4Q, 5Q, 6Q (Q=0,1 мкКл). Найти силу F, действующую на точечный заряд Q, лежащий в плоскости шестиугольника и равноудаленный от его вершин.
-
Два одинаковых металлических заряженных шара находятся на расстоянии 60 см. Сила отталкивания шаров 710-5 Н. После того как шары привели в соприкосновение, и удалили друг от друга на прежнее расстояние, сила отталкивания возросла и стала равной 1,610-4 Н. Вычислить заряды Q1 и Q2, которые были на шарах до их соприкосновения. Диаметр шаров считать много меньшим расстояния между ними.
-
Два одинаковых металлических заряженных шара находятся на расстоянии 30 см. Сила притяжения шаров 910-5 Н. После того как шары были приведены в соприкосновение и удалены друг от друга на прежнее расстояние, они стали отталкиваться с силой 1,610-4 Н. Определить заряды Q1 и Q2, которые были на шарах до их соприкосновения. Диаметр шаров считать много меньшим расстояния между ними.
-
Два положительных точечных заряда Q и 4Q закреплены на расстоянии 60 см друг от друга. Определить, в какой точке на прямой, проходящей через заряды, следует поместить третий заряд так, чтобы он находился в равновесии. Указать, какой знак должен иметь этот заряд для того, чтобы равновесие было устойчивым, если перемещения заряда возможны только вдоль прямой, проходящей через закрепленные заряда.
-
Расстояние r между двумя свободными зарядами 1,810-7 Кл и 7,210-7Кл равно 60 см. Определить точку на прямой, проходящей через заряды, в которой нужно поместить третий заряд Q3 так, чтобы система зарядов находилась в равновесии. Определить величину и знак заряда. Устойчивое или неустойчивое будет равновесие?
-
Три одинаковых заряда 10-9 Кл каждый расположены по вершинам равностороннего треугольника. Какой отрицательный заряд нужно поместить в центре треугольника, чтобы его притяжение уравновесило силы взаимного отталкивания зарядов? Будет ли это равновесие устойчивым?
-
В вершинах квадрата находятся одинаковые заряды 310-10 Кл каждый. Какой отрицательный заряд нужно поместить в центре квадрата, чтобы сила взаимного отталкивания положительных зарядов была уравновешена силой притяжения отрицательного заряда?
-
Электрическое поле создано двумя бесконечными параллельными пластинами, несущими равномерно распределенный по площади заряд с поверхностными плотностями 10-3 мкКл/м2 и 310-3 мкКл/м2. Определить напряженность поля: 1) между пластинами, 2) вне пластин. Построить график изменения напряженности вдоль линии, перпендикулярной пластинам.
-
Электрическое поле создано двумя бесконечными параллельными пластинами, несущими равномерно распределенный по площади заряд с поверхностными плотностями 210-3 мкКл/м2 и 510-3 мкКл/м2. Определить напряженность поля: 1) между пластинами, 2) вне пластин. Построить график изменения напряженности вдоль линии, перпендикулярной пластинам.
-
Две бесконечные пластины расположены под прямым углом друг к другу и несут равномерно распределенные по площади заряды с поверхностными плотностями 10-3 мкКл/м2 и 210-3 мкКл/м2. Определить напряженность электрического поля, создаваемого пластинами. Начертить картину силовых линий.
-
Две бесконечные плоскости, несущие одинаковый заряд, равномерно распределенный с поверхностной плотностью 0,1 мкКл/м2, пересекаются под углом 60°. Найти напряженность поля, создаваемого плоскостями, и начертить картину электрических силовых линий.
-
Эбонитовый сплошной шар радиуса 5 см несет заряд, равномерно распределенный с объемной плотностью 10-2 мкКл/м3. Определить напряженность Е и индукцию D электрического поля в следующих точках: 1) на расстоянии 3 см от центра сферы, 2) на поверхности сферы, 3) на расстоянии 10 см от центра сферы. Построить график зависимости Е от r и D от r.
-
Полый стеклянный шар несет равномерно распределенный по объему заряд (0,1 мкКл/м3). Внутренний радиус шара 5 см и наружный - 10 см. Вычислить напряженность Е и индукцию D электрического поля в точках, отстоящих от центра сферы на расстоянии: 1) 3 см, 2) 6 см, 3) 12 см. Построить график зависимости Е от r и D от r.
-
Длинный парафиновый цилиндр радиусом 2 см несет заряд, равномерно распределенный по объему с объемной плотностью 10-2 мкКл/м3. Определить напряженность Е и индукцию D электрического поля в точках, находящихся от оси цилиндра на расстоянии: 1) 1 см, 2) 3 см. Обе точки равноудалены от концов цилиндра. Построить график зависимости Е и D от r.
-
Шар радиусом R имеет положительный заряд, объемная плотность которого зависит только от расстояния r от его центра по закону , где а - константа. Диэлектрическая проницаемость =1 внутри и вне шара. Найти напряженность электрического поля Е внутри и вне шара как функцию расстояния r.
-
Шар радиусом R имеет положительный заряд, объемная плотность которого зависит только от расстояния r от центра шара по закону , где - константа. Диэлектрическая проницаемость =1 внутри и вне шара. Найти напряженность Е электрического поля внутри и вне шара как функцию расстояния r.
-
Шар радиусом R равномерно заряжен с объемной плотностью . Найти поток вектора напряженности N электрического поля через сечение шара, которое образовано плоскостью, отстоящей от центра шара на расстояние .
-
Шарик, имеющий заряд 1 мкКл, подвешен на невесомой изолирующей пружине жесткостью 9 Н/м. Из бесконечности медленно приближают другой шарик с таким же зарядом и помещают его в ту точку, где первоначально находился шарик на пружине. Какую работу совершили при этом электростатические силы?
-
Два точечных заряда 6 нКл и 3 нКл находятся на расстоянии 60 см друг от друга. Какую работу необходимо совершить внешним силам, чтобы уменьшить расстояние между зарядами вдвое?
-
Д ва точечных заряда 6 нКл и 3 нКл находятся на расстоянии 60 см друг от друга. Какую работу необходимо совершить внешним силам, чтобы уменьшить расстояние между зарядами вдвое?
Рис. 1 Рис. 2
-
Электрическое поле создано заряженным проводящим шаром, потенциал которого 300 В. Определить работу сил поля по перемещению заряда –0,2 мкКл из точки 1 в точку 2 (рис. 1).
-
Электрическое поле создано зарядами 2 мкКл и –2 мкКл, находящимися на расстоянии 10 см друг от друга. Определить работу сил поля, совершаемую при перемещении заряда 0,5 мкКл из точки 1 в точку 2 (рис. 2).
-
Две параллельные заряженные плоскости, поверхностные плотности заряда которых 2 мкКл/м2 и –0,8 мкКл/м2, находятся на расстоянии 0,6 см друг от друга. Определить разность потенциалов U между плоскостями.
-
Диполь с электрическим моментом 100 пКл∙м свободно установился в свободном электрическом поле напряженностью 200 кВ/м. Определить работу внешних сил, которую необходимо совершить для поворота диполя на угол 180°.
-
Четыре одинаковых капли ртути, заряженных до потенциала 10 В, сливаются в одну. Каков потенциал 1 образовавшейся капли?
-
Тонкий стержень согнут в кольцо радиусом 10 см. Он равномерно заряжен с линейной плотностью заряда 800 нКл/м. Определить потенциал в точке, расположенной на оси кольца на расстоянии 10 см от его центра.
-
Поле образовано точечным диполем с электрическим моментом 200 пКл∙м. Определить разность потенциалов U двух точек поля, расположенных симметрично относительно диполя на его оси на расстоянии 40 см от центра диполя.
-
Электрическое поле образовано бесконечно длинной заряженной нитью, линейная плотность заряда которой 20 пКл/м. Определить разность потенциалов U двух точек поля, отстоящих от нити на расстоянии 8 см и 12 см.
-
Тонкая квадратная рамка равномерно заряжена с линейной плотностью заряда 200 пКл/м. Определить потенциал поля в точке пересечения диагоналей.
-
Пылинка массой 200 мкг, несущая на себе заряд 40 нКл, влетела в электрическое поле в направлении силовых линий. После прохождения разности потенциалов 200 В пылинка имела скорость 10 м/с. Определить скорость пылинки до того, как она влетела в поле.
-
Электрон, обладавший кинетической энергией 10 эВ, влетел в однородное электрическое поле в направлении силовых линий поля. Какой скоростью будет обладать электрон, пройдя в этом поле разность потенциалов 8 В?
-
Найти отношение скоростей ионов Cu++ и К+, прошедших одинаковую разность потенциалов.
-
Электрон с энергией 400 эВ (в бесконечности) движется вдоль силовой линии по направлению к поверхности металлической заряженной сферы радиусом 10 см. Определить минимальное расстояние, на которое приблизится электрон к поверхности сферы, если заряд ее –10 нКл.
-
Электрон, пройдя в плоском конденсаторе путь от одной пластины до другой, приобрел скорость 105 м/с. Расстояние между пластинами 8 мм. Найти: 1) разность потенциалов между пластинами; 2) поверхностную плотность заряда на пластинах.
-
Пылинка массой 5 нг, несущая на себе 10 электронов, прошла в вакууме ускоряющую разность потенциалов 1MB. Какова кинетическая энергия пылинки? Какую скорость приобрела пылинка?
-
Какой минимальной скоростью должен обладать протон, чтобы он мог достигнуть поверхности заряженного до потенциала 400 В металлического шара (рис. 3)?
-
В однородное электрическое поле напряженностью 200 В/м влетает (вдоль силовой линии) электрон со скоростью 2 Мм/с. Определить расстояние, которое пройдет электрон до точки, в которой его скорость будет равна половине начальной.
Рис. 3 Рис. 4
-
Электрическое поле создано бесконечной заряженной прямой линией с равномерно распределенным зарядом (10 нКл/м). Определить кинетическую энергию электрона в точке 2, если в точке 1 его кинетическая энергия 200 эВ (рис. 4).
-
Проводка от магистрали в здание осуществлена проводом сопротивлением 0,5 Ом. Напряжение в магистрали постоянно и равно 127 В. Найти максимально возможную потребляемую в здании мощность Р, если напряжение на включаемых в сеть приборах не должно падать ниже 120 В.
-
Какое количество ламп n мощностью 300 Вт каждая, рассчитанных на напряжение 110 В, можно установить в здании, если проводка от магистрали сделана медным проводом общей длиной 100 м и сечением 9 мм2 и если напряжение в магистрали 122 В?
-
Лампочка и реостат, соединенные последовательно, присоединены к источнику тока. Напряжение на зажимах лампочки 40 В, сопротивление реостата 10 Ом. Внешняя цепь потребляет мощность N=120 Вт. Найти силу тока в цепи.
-
ЭДС батареи 12 В, сила тока короткого замыкания 5 А. Какую наибольшую мощность может дать батарея во внешней цепи?
-
К батарее, ЭДС которой 2 В и внутреннее сопротивление 0,5 Ом, присоединен проводник. Определить: 1) при каком сопротивлении проводника мощность, выделяемая в нем, максимальна? 2) как велика при этом мощность, выделяемая в проводнике?
-
ЭДС батареи 20 В. Сопротивление внешней цепи 2 Ом, сила тока 4 А. С каким КПД работает батарея? При каком значении внешнего сопротивления КПД будет равен 99%?
-
К зажимам батареи аккумуляторов присоединен нагреватель. ЭДС батареи 24 В, внутреннее сопротивление 1 Ом. Нагреватель, включенный в цепь, потребляет мощность N=80 Вт. Вычислить силу тока в цепи и КПД нагревателя.
-
Обмотка электрического кипятильника имеет две секции. Если включена только первая секция, то вода закипает через t1=15 мин, если только вторая, то через t2=30 мин. Через сколько минут закипит вода, если обе секции включить: последовательно? параллельно?
-
При силе тока 3 А во внешней цепи батареи выделяется мощность 18 Вт, при силе тока 1 А, соответственно 10 Вт. Определить ЭДС и внутреннее сопротивление батареи.
-
Ток в проводнике сопротивления 100 Ом равномерно нарастает от I0=0 до Iмакс=10 А в течение времени 30 с. Чему равно количество теплоты, выделившееся за это время в проводнике?
-
Ток в проводнике сопротивлением 12 Ом равномерно убывает от I0=5 А до I=0 в течение 10 с. Какое количество теплоты выделяется в этом проводнике за указанный промежуток времени.
-
По проводнику сопротивлением 3 Ом течет равномерно возрастающий ток. Количество теплоты, выделившееся в проводнике за время 8 с, равно 200 Дж. Определить количество электричества, протекшее за это время по проводнику. В момент времени, принятый за начальный, ток в проводнике был равен нулю.
-
Ток в проводнике сопротивлением 15 Ом равномерно возрастет от I0=0 до некоторого максимума в течение 5 с. За это время в проводнике выделилось количество теплоты 104 Дж. Найти среднее значение силы тока в проводнике за этот промежуток времени.
-
Ток в проводнике равномерно увеличивается от I0=0 до некоторого максимального значения в течение 10 с. За это время в проводнике выделилось количество теплоты Q=103 Дж. Определить скорость нарастания тока в проводнике, если сопротивление его 3 Ом.
-
Как из четырех тонких проволочных спиралей сопротивлениями 10, 20, 30 и 40 Ом, рассчитанных на мощности не более 2 Вт на каждой, составить нагреватель наибольшей возможной мощности, если имеется источник тока с ЭДС 20 В и внутренним сопротивлением 20 Ом?
-
Электрический нагреватель, включаемый в сеть напряжением 220 В, изготовлен из константанового провода, который должен нагреваться до 420°С при температуре окружающей среды 20°C. Определить мощность нагревателя, длину l и диаметр d провода, если известно, что плотность тока в константановом проводе не должна превышать 15,2 МА/м2. Коэффициент теплоотдачи принять равным 64,7 Вт/(м2К).
-
Какого сечения необходимо взять свинцовый предохранитель, если известно, что он плавится при повышении на 10°С температуры проводки, выполненной из медного провода сечением 5 мм2? Начальная температура 20°C. Отдачей теплоты в окружающую среду пренебречь.
-
ЭДС источника 24 В, сопротивление внешней цепи 10 Ом, падение напряжения внутри источника ЭДС 4 В. Определить напряжение на зажимах источника, силу тока в цепи, внутреннее сопротивление источника; мощность, потребляемую внешней цепью; мощность потерь энергии внутри источника и полную мощность.
-
В медном проводнике длиной 2 м и площадью поперечного сечения 0,4 мм2 идет ток. При этом ежесекундно выделяется теплота 0,35 Дж. Сколько электронов проходит за 1 с через поперечное сечение этого проводника?
-
Сила тока в цепи изменяется со временем по закону I=I0 е–αt. Определить количество теплоты, которое выделится в проводнике сопротивлением 20 Ом за время, в течение которого ток уменьшится в е раз. Коэффициент α принять равным 2∙10–2 с–1.
-
Две батареи (E1=10 В, r1=1 Ом, E2=8 В, r2=2 Ом) и реостат (r=6 Ом) соединены, как показано на рис. 1. Найти силу тока в батареях и реостате.