Контрольное задание №3 Вариант 1

1. Расстояние между двумя точечными зарядами q₁ = 1 мкКл и q₂ = –1мкКл равно r = 10 см. Определить силу, действующую на точечный заряд, равный q = 0,1 мкКл и удаленный на r₁ = 6 см от первого и на r₂ = 8 см от второго заряда.

2. Найти напряженность поля, созданного двумя параллельными плоскостями, поверхностные плотности зарядов на которых равны 10^-7 Кл/м и 510^-8 Кл/м.

3. Тонкая квадратная рамка равномерно заряжена с линейной плотностью заряда 10 Кл/м. Определить потенциал поля в точке пересечения диагоналей.

4. Какая работа совершается при перенесении точечного заряда в 20 нКл из бесконечности в точку, находящуюся на расстоянии 1 см от поверхности шара радиусом 1 см с поверхностной плотностью заряда 10 мкКл/м² ?

5. Электрон влетает в плоский горизонтально расположенный конденсатор параллельно его пластинам со скоростью 10³ м/с. Напряженность поля в конденсаторе 10 кВ/м, длина конденсатора 5 см. Найти модуль и направление скорости электрона при вылете его из конденсатора.

6. Пластины плоского конденсатора площадью 100 см² каждая находятся на расстоянии 2 мм друг от друга. Пространство между ними заполнено слюдой. Заряд на пластинах равен 310^-10 Кл. Найти: а) силу взаимного притяжения пластин; б) плотность энергии электрического поля.

7. Катушка и амперметр соединены последовательно и присоединены к источнику тока. К зажимам катушки присоединен вольтметр сопротивлением 1кОм. Показания амперметра 0,5 А, вольтметра 100 В. Определить сопротивление катушки. Сколько процентов от точного значения сопротивления катушки составит погрешность, если не учитывать сопротивление вольтметра?

8. Зависимость силы тока от времени выражается формулой I=I₀e^t, где =10А; =100 c^-1; t - время, с; е - основание натуральных логарифмов. Определить заряд, прошедший через поперечное сечение проводника за время от 0 до 0,01 с и от 0,01 до 1 с.

9. Определить максимальную полезную мощность аккумулятора с ЭДС=10 В

и внутренним сопротивлением 1 Ом. Каково при этом сопротивление внешней цепи?

10. В каждом кубическом миллиметре медного проводника, по которому идет ток, выделяется ежесекундно 3 мДж тепла. Определить среднюю скорость направленного движения свободных электронов, если их концентрация 810²² м^-3.

11. Нагреватель электрического чайника имеет две секции. При включении одной из них вода в чайнике закипит через 15 мин, при включении другой – через 30 мин. Через какое время закипит вода в чайнике, если включить обе секции: а) последовательно; б) параллельно?

12. Батарея состоит из 5-ти последовательно соединенных одинаковых элементов. ЭДС каждого элемента равна  = 1,5 В, внутреннее сопротивление каждого элемента r = 0,2 Ом. Определить полную, полезную мощность и коэффициент полезного действия батареи, если она замкнута на внешнее сопротивление R = 50 Ом.

Вариант 2

1. Два шарика радиусом 0,4 см и массой 0,2 г подвешены на нитях длиной 10 см так, что в незаряженном состоянии они соприкасаются. До какого потенциала были заряжены шарики, если они разошлись на угол 60⁰?

2. По тонкому кольцу радиусом 6 см равномерно распределен заряд в 24 нКл. Какова напряженность поля в точке, находящейся на оси кольца на расстоянии 18 см от центра кольца? Найти также силу, действующую в этой точке на точечный заряд в 510^-10 Кл.

3. Десять шаровых капель ртути радиусом 0,8 мм заряжены до одинакового потенциала 12 В. Все капли сливаются в одну большую. Определить ее потенциал и изменение энергии поля.

4. Электростатическое поле создается положительно заряженной и бесконечной нитью с постоянной линейной плотностью 1 нКл/см. Какую скорость приобретет электрон, приблизившись под действием поля к нити вдоль линии напряженности с расстояния 1,5 см до 1 см ?

5. Площадь пластины плоского воздушного конденсатора S = 0,01 м², расстояние между ними d₁ = 2 см. К пластинам конденсатора приложена разность потенциалов U = 3 кВ. Какова будет напряженность поля конденсатора, если, не отключая его от источника напряжения, пластины раздвинуть до расстояния d₂ = 4 см между ними. Найти энергию конденсатора до и после раздвижения пластин.

6. Определить поверхностную плотность связанных зарядов на слюдяной пластинке толщиной 1 мм, служащей изолятором плоского конденсатора, если разность потенциалов между пластинами конденсатора 300 В.

7. На концах медного провода длиной 5 м и площадью поперечного сечения 0,4 мм² поддерживается напряжение 1 В. Определить число электронов, проходящих за 1 с через поперечное сечение этого проводника, и напряженность электрического поля.

8. Электродвижущая сила элемента и его внутреннее сопротивление равны соответственно 1,6 В и 0,5 Ом. Каков коэффициент полезного действия элемента, если напряжение на внешнем участке цепи равно 0,4 В?

9. Две группы из трех последовательно соединенных элементов включены параллельно. ЭДС каждого элемента равна 1,2 В, внутреннее сопротивление составляет 0,2 Ом. Полученная батарея замкнута на внешнее сопротивление 1,5 Ом. Найти силу тока во внешней цепи.

10. Ток в проводнике сопротивлением 100 Ом меняется по закону , где a=10 А/с². Определить количество теплоты, выделившейся в проводнике.

11. Электродвижущая сила батареи равна  = 80 В, внутреннее сопротивление r = 5 Ом. Внешняя цепь потребляет мощность P_R = 100 Вт. Определить силу тока в цепи, напряжение, под которым она находится, и ее сопротивление.

12. По медному проводнику длиной l = 2 м и площадью поперечного сечения S = 0,4 мм² идет ток. Мощность, выделяющаяся в проводнике, равна P = 0,35 Вт. Определить число электронов N_e, проходящих за t = 1 с через его поперечное сечение, и напряженность E электрического поля.