Контрольная работа 3

Таблица варианта

Вариант Номер контрольных работ

301. Точечные заряды q1 = 20мкКл и q2 = -10мкКл находятся на расстоянии d = 5см друг от друга. Определить напряженность поля в точке, удаленной на r1 = 3 см от первого и r2= 4см от второго заряда. Определить также силу F, действующую в этой точке на точечный заряд q = 1мкKл.

302. Два одинаковых заряженных шарика подвешены в одной точке на нитях одинаковой длины. При этом нити разошлись на угол φ. Шарики погружаются в масло. Какова плотность масла ρ0, если угол расхождения нитей при погружении шариков в масло остается неизменным? Плотность материала шариков ρ=1,5٠103кг/м3, диэлектрическая проницаемость масла ε = 2,2.

303. Две одинаковые круглые пластины площадью S = 400см2 каждая расположены параллельно друг другу. Заряд одной пластины q1 = 400нКл, другой q2 = -200нКл. Определить силу F взаимного притяжения пластин, если расстояние между ними: а) r= 3мм; б) r= 10м.

304. Электрон, обладающий кинетической энергией Т= 10эВ, влетает в однородное электрическое поле в направлении силовых линий поля. Какой скоростью будет обладать электрон, пройдя в этом поле разность потенциалов U = 8B? (1эВ=1,6٠10-19Дж).

305. Два одинаковых плоских воздушных конденсатора соединены последовательно в батарею, которая подключена к источнику тока с Э.Д.С. = 12В. Определить, на сколько изменится напряжение на одном из конденсаторов, если другой погрузить в трансформаторное масло (

306. Найти напряженность электрического поля в точке, лежащей посередине между точечными зарядами q1 = 8٠10-9Кл и q2 = -6٠10-9Кл. Расстояние между зарядами равно r = 10см, ε = 1.

307. Определить напряженность электрического поля на расстоянии 2٠10‑8 см от одновалентного иона. Заряд иона считать точечным.

308. С какой силой (на единицу площади) отталкиваются две одноименно заряженные бесконечно протяженные плоскости с одинаковой поверхностной плотностью заряда 3٠10-8Кл/см2.

309. В плоском горизонтально расположенном конденсаторе заряженная капелька ртути находится в равновесии при напряженности электрического поля Е= 600В/см. Заряд капли равен 8٠10-17 Кл. Найти радиус капли.

310. Два точечных заряда, находящиеся в воздухе на расстоянии 20см друг от друга, взаимодействуют с некоторой силой. На каком расстоянии нужно поместить эти заряды в масле, чтобы получить ту же силу взаимодействия?

311. Найти силу, действующую на заряд 60 нКл, если заряд помещен: 1) на расстоянии 2см от заряженной нити с линейной плотностью заряда 2٠10-9 Кл/см, 2) в поле заряженной плоскости с поверхностной плотностью заряда 2٠10-9Кл/см2, 3) на расстоянии 2см от поверхности заряженного шара радиусом в 2см и поверхностной плотностью заряда 2٠10-9Кл/см2. Диэлектрическая проницаемость среды во всех трех случаях равна 6.

312. Шарик массой 1г и зарядом 10-8Кл перемещается из точки А, потенциал которой равен 600 В, в точку В, потенциал которой равен нулю. Чему была равна его скорость в точке А, если в точке В она стала равной 20см/с.

313. На расстоянии r1= 4см от бесконечно длинной заряженной нити находится точечный заряд q= 60нКл. Под действием поля заряд перемещается до расстояния r2= 2см, при этом совершается работа А=5мкДж. Найти линейную плотность заряда нити.

314. Электрон влетает в плоский горизонтальный конденсатор параллельно его пластинам со скоростью 3,6٠104км/с. Напряженность поля внутри конденсатора 37В/см. Длина пластин конденсатора 20см. На сколько сместится электрон в вертикальном направлении под действием электрического поля за время его движения в конденсаторе?

315. Площадь пластин плоского воздушного конденсатора 100см2 и расстояние между ними 5мм. К пластинам приложена разность потенциалов 300В. После отключения конденсатора от источника напряжения пространство между пластинами заполняется эбонитом ( . 1) Какова будет разность потенциалов между пластинами после заполнения? 2) Какова емкость конденсатора до и после заполнения? 3) Какова поверхностная плотность заряда на пластинах до и после заполнения?

316. Заряд – 1 нКл переместился в поле заряда +1,5 нКл из точки с потенциалом 100 В в точку с потенциалом 600 В. Определить работу сил поля и расстояние между этими точками.

 

317. В поле бесконечной равномерно заряженной плоскости с поверхностной плотностью заряда 10 мкКл/м2 из точки, находящейся на расстоянии 0,5 от нее, перемещается заряд. Определить его величину, если при этом совершается работа, равна 1 мДж.

318. Заряд на каждом из двух последовательно соединенных конденсаторов емкостью 18 и 10 мкФ равен 0,09 нКл. Определить емкость батареи конденсаторов и напряжение на этой батарее и на каждом конденсаторе.

319. Вычислить емкость батареи, состоящей из трех конденсаторов емкостью 1 мкФ каждый, при всех возможных случаях их соединения.

320. К одной из обкладок плоскости конденсатора прилегает стеклянная плоскопараллельная пластина ( 1=7) толщиной 9 мм. После того как конденсатор отключили от источника напряжения 220 В и вынули стеклянную пластину, между обкладками установилась разность потенциалов 976 В. Определить зазор между обкладками конденсатора

321. Катушка и амперметр соединены последовательно и подключены к источнику тока. К клеммам катушки присоединен вольтметр с сопротивлением R = 4кOм. Амперметр показывает силу тока I = 0,3А, вольтметр - напряжение U = 120В. Определить сопротивление r катушки. Определить относительную погрешность ε, которая будет допущена при измерении сопротивления, если пренебречь силой тока, текущего через вольтметр.

322. Э.Д.С. источника = 80В, внутреннее сопротивление r = 5Ом. Внешняя цепь потребляет мощность P = 100Вт. Определить силу тока I в цепи, напряжение U, под которым находится внешняя цепь, и ее сопротивление R.

323. Определить число электронов, проходящих за время t = 1с через поперечное сечение площадью S = 1мм2 железной проволоки длиной l = 20 м при напряжении на ее концах U = 16В, если удельное сопротивление железа ρ=9.8٠10-8Ом٠м.

324. Э.Д.С. батареи = 24 В. Наибольшая сила тока, которую может дать батарея I max = 10 А. Определить максимальную мощность Р max, которую можно получить во внешней цепи.

325. За время t = 20с при равномерно возрастающей силе тока от нуля до некоторого максимума в проводнике сопротивлением R = 5Ом выделилось количество теплоты Q = 4кДж. Определить скорость нарастания силы тока.

326. Сила тока I в проводнике меняется со временем t по уравнению I = 4 + 2t, где I выражено в Амперах и t - в секундах. l) Какое количество заряда проходит через поперечное сечение проводника за время от t1 = 2с до t2 = 6с? 2) При какой силе постоянного тока через поперечное сечение проводника за это же время проходит такое же количество заряда?

327. Ламповый реостат состоит из пяти электрических лампочек, включенных параллельно. Найти сопротивление реостата: 1) когда горят все

лампочки, 2) когда вывинчиваются: а) одна, б) две, в) три, г) четыре лампочки. Сопротивление каждой лампочки равно 350Ом.

328. От батареи, Э.Д.С. которой равна 500В, требуется передать энергию на расстояние 2,5км. Потребляемая мощность равна 10кВт. Найти минимальные потери мощности в сети, если диаметр медных подводящих проводов равен 1,5см.

329. Определить: l) общую мощность, 2) полезную мощность и 3) К.П.Д. батареи, Э.Д.С. которой paвнa 240В, если внешнее сопротивление равно 23Ом и сопротивление батареи 1 Ом.

330. Элемент замыкают сначала на внешнее сопротивление R1 = 2Ом, а затем на внешнее сопротивление R2 = 0,5Ом. Найти Э.Д.С. элемента и его внутреннее сопротивление, если известно, что в каждом из этих случаев, мощность, выделяемая во внешней цепи, одинакова и равна 2,54Вт.

331. Разность потенциалов между двумя точками А и В равна 9В. Имеются два проводника, сопротивления которых равны соответственно 5 и 3Ом. Найти количество тепла, выделяющегося в каждом из проводников за 1 с, если проводники между А и В включены: 1) последовательно, 2) параллельно.

332. l) Сколько ватт потребляет нагреватель электрического чайника, если 1 л воды закипает через 5мин?

2) Каково сопротивление нагревателя, если напряжение в сети равно 120В? Начальная температура воды 13,5°С. Потерями тепла пренебречь. Удельная теплоёмкость воды 4,19٠103 Дж/кг٠К.

333. На плитке мощностью 0,5 кВт стоит чайник, в который налит 1л воды при температуре 16°С. Вода в чайнике закипела через 20мин после включения плитки. Какое количество тепла потеряно при этом на нагревание самого чайника, на излучение и т.д.?

334. Для отопления комнаты пользуются электрической печью, включенной в сеть напряжением в 120В. Комната теряет в сутки 20800ккал тепла. Требуется поддерживать температуру комнаты неизменной. Найти: 1) сопротивление печи; 2) сколько метров нихромовой проволоки ( ) надо взять для обмотки такой печи, если диаметр проволоки 1мм; 5) мощность печи. (1Дж=0,239 калорий).

335. В медном проводнике ( ) сечением6 мм2 и длиной 5 м течет ток. За 1 мин в проводнике выделяется 18 Дж теплоты. Определить напряженность поля, плотность и силу тока в проводнике.

336. Внутреннее сопротивление аккумулятора 2 Ом. При замыкании его одним резистором сила тока равна 4 А, при замыкании другим резистором – 2 А. Во внешней цепи в обоих случаях выделяется одинаковая мощность. Определить ЭДС аккумулятора и внешние сопротивления цепей.

337. ЭДС батареи равна 20 В. Коэффициент полезного действия батареи составляет 0,8 при силе тока 4 А. Чему равно внутреннее сопротивление

батареи?

338. Сила тока в резисторе сопротивлением 10 Ом за 4 с линейно возрастает от 0 до 8 А. Определить количество теплоты, выделившейся в резисторе за первые 3 с.

339. Батарея состоит из 5 последовательно соединенных элементов. Внутреннее сопротивление и ЭДС каждого 0,3 Ом и 1,4 В соответственно. При каком полезная мощность батареи равна 8 Вт?

340. Напряжение на концах проводника сопротивлением 5 Ом за 0,5 с равномерно возрастает от 0 до 20 В. Какой заряд проходит через проводник за это время?

341. Сила тока в проводнике равномерно возростает от 0 до 2 А в течение 5 с. Определить заряд, прошедший по проводнику.

342. Сила тока в проводнике сопротивлением 100 Ом равномерно убывает с 10 до 0 А за 30 с. Определить количество теплоты, выделившейся а проводнике за это время.

343. Плотность тока в медном проводнике равна 0,1 МА/м2. Определить объемную плотность тепловой мощности тока.

344. Определить плотность тока, если за 2 с через проводник сечением 1,6 мм2 прошло электронов.

345. Батарея, ЭДС которой 6 В, а внутреннее сопротивление 1,4 Ом, питает внешнюю цепь, состоящую из двух параллельно соединенных проводников сопротивлениями 2 и 8 Ом. Определить разность потенциалов на полюсах батареи и силу тока в проводниках.

346. Генератор ЭДС 150 В и внутренним сопротивлением 0,4 Ом питает сеть освещения, в котором установлено 200 ламп с сопротивлением по 320 Ом каждая, соединенных параллельно. Определить напряжение на полюсах генератора и падение напряжения на подводящих проводах.

347. Неполяризующийся гальванический элемент замыкают реостатом с сопротивлением 0,6 Ом, причем по цепи идет ток 0,9 А. Если тот же элемент замкнуть реостатом с сопротивлением 1,2 Ом, то ток будет равным 0,6 А. Определить электродвижущую силу и внутреннее сопротивление элемента.

348. Какое напряжение надо подать с электростанции для питания электродвигателя, расположенного на расстоянии 500 м от нее? Двигатель рассчитан на ток 8 А и напряжение 120 В. Площадь сечения каждого из двух проводов медного кабеля, подающего ток, равна 7 мм2.

349. Определить плотность тока в железном проводе длиной 20 м, подающем ток для зарядки аккумулятора. Провод находится под напряжением 12 В.

350. Коэффициент полезного действия источника тока, замкнутого на внешнее сопротивление, равен 60 %. Каким будет к.п.д., если увеличить внешнее сопротивление

в шесть раз?

351. По двум длинным параллельным проводам, расстояние между которыми d = 5см, текут одинаковые токи I = 10А. Определить индукцию В и напряженность магнитного поля H в точке, удаленной от каждого проводника на расстояние r = 5 см, если токи текут: а) в одинаковых, б) в противоположных направлениях.

352. Напряженность Н магнитного поля в центре кругового витка равна 500А/м. Магнитный момент витка рm = 6А٠м2. Вычислить силу тока I в витке и радиус R витка.

353. Частица, несущая один элементарный заряд, влетела в однородное магнитное поде с индукцией B = 0,2Т под углом α = 30° к направлению линий индукции. Определить силу Лоренца FЛ , если скорость частицы υ = 105м/с.

354. Прямой провод длиной l = 40 см, по которому течет ток силой I = 100 А, движется в однородном магнитном поле с индукцией B = 0,5Т. Какую работу А совершат силы, действующие на провод со стороны поля, переместив его на расстояние d = 40 см, если направление перемещения перпендикулярно линиям индукции и проводу.

355. В средней части соленоида, содержащего n = 8 витков/см, помещен круговой виток диаметром d = 4см. Плоскость витка расположена под углом φ = 60° к оси соленоида. Определить магнитный поток Ф, пронизывающий виток, если по обмотке соленоида течет ток силой I = 1 А.

356. Рамка, содержащая N = 1000 витков площадью S = 100см2, равномерно вращается с частотой n = 10об/с в магнитном поле напряженностью H = 10000А/м. Ось вращения лежит в плоскости рамки и перпендикулярна линиям напряженности. Определить максимальную Э.Д.С. индукции max, возникающую в рамке.

357. Квадратный контур со стороной a = 10 см, в котором течет ток силой I = 6А, находится в магнитном поле с индукцией B = 0,8Тл под углом α = 50° к линиям индукции. Какую работу А нужно совершить, чтобы при неизменной силе тока в контуре изменить его форму на окружность?

358. Соленоид содержит N = 800 витков. Сечение сердечника (из немагнитного материала) S = 10см2. По обмотке течет ток, создающий поле с индукцией B =8мТл. Определить среднее значение Э.Д.С. ‹ › самоиндукции, которая возникает на зажимах соленоида, если сила тока уменьшается практически до нуля за время Δt = 0,8мс.

359. Диаметр тороида (по средней линии) D = 5см. Тороид содержит N = 2000 витков и имеет площадь сечения S = 20см2. Вычислить энергию W магнитного поля тороида при силе тока I = 5А. Считать магнитное поле тороида однородным. Сердечник выполнен из немагнитного материала.

360. По проводнику, изогнутому в виде кольца радиусом R = 20см, содержащему N = 500 витков, течет ток силой I = 1А. Определить объемную

плотность энергии магнитного поля в центре кольца.

361. Обмотка соленоида содержит n = 30 витков на каждый сантиметр длины. При какой силе тока I объемная плотность энергии магнитного поля будет =0,1Дж/м3? Сердечник выполнен из немагнитного материала и магнитное поле во всем объеме однородно.

362. Соленоид имеет длину l = 0,6м и сечение S = 10см2. При некоторой силе тока, протекающего по обмотке, в соленоиде создается магнитный поток Ф = 0,1мВб. Чему равна энергия W магнитного поля соленоида? Сердечник выполнен из немагнитного материала, и магнитное поле во всем объеме однородно.

363. По квадратной рамке со стороной 0,2 м течет ток силой 4 А. Определить напряженность и индукцию магнитного поля в центре рамки.

364. Электрон, пройдя ускоряющую разность потенциалов 88 кВ, влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям его индукции. Индукция поля равна 0,1 Тл. Определить радиус траектории электрона.

365. Незакрепленный проводник массой 0,1 г и длиной 7,6 см находится в равновесии в горизонтальном магнитном поле напряженностью 10 А/м. Определить силу тока в проводнике, если он перпендикулярен линиям индукции поля.

366. Виток 2 см, по которому течет ток силой 10 А, свободно установился в однородном магнитном поле с индукцией 1,5 Тл. Линии индукции перпендикулярны плоскости витка. Определить работу внешних сил при повороте витка на 900 вокруг оси, совпадающей с его диаметром.

367. Проводник с током 1 А длиной 0,3 м равномерно вращается вокруг оси, проходящей через его конец, в плоскости, перпендикулярной линиям индукции магнитного поля напряженностью 1 кА/м. За одну минуту вращения совершается работа 0,1 Дж. Определить угловую скорость вращения проводника.

368. На соленоид с сердечником индуктивностью 128 Гн и диаметром 4 см, индукция поля в котором равна 1,7 Тл, надето изолированное кольцо того же диаметра. Определить ЭДС индукции в кольце и ЭДС самоиндукции в соленоиде, если за 0,01 с ток в его обмотке равномерно снижается с 0,1 А до нуля.

369. Квадратная рамка площадью 20 см2, состоящая из 1000 витков, расположена в однородном магнитном поле перпендикулярно полю с индукцией . В течение 0,02 с рамку удалили за пределы поля. Какая ЭДС наводится в рамке?

370. Сила тока в соленоиде равномерно возрастает от нуля до 10 А за 1 мин. При этом энергия магнитного поля соленоида достигает значения 20 Дж. Какая ЭДС индуцируется в соленоиде?

371. Колебательный контур имеет индуктивность L = 1,6мГн, электроёмкость С = 0,.4мкФ. Максимальное напряжение Umax = 200B. Определить

максимальную силу тока Jmax в контуре. Активное сопротивление контура пренебрежимо мало.

372. Колебательный контур содержит конденсатор электроёмкостью С = 8пФ и катушку индуктивностью L = 0,5мГн. Каковомаксимальное напряжение Umax на обкладках конденсатора, если максимальная сила тока Jmax = 40мА?

373. Колебательный контур состоит из параллельно соединённых конденсатора электроёмкостью С = 1мкФ и катушку индуктивностью L = 1мГн Активное сопротивление контура пренебрежимо мало. Найти частоту собственных колебаний v.

374. В цепь переменного тока напряжением U = 220B и частотой v = 50Гц включены последовательно электроёмкость С = 35,4мкФ, активное сопротивление R = 100 Oм и индуктивность L = 0,7Гн. Найти ток в цепи и падение напряжения UС , UR , UL на ёмкости, активном сопротивлении и индуктивности.

375. Какую индуктивность L надо включить в колебательный контур, чтобы при ёмкости С = 2мкФ получить частоту собственных колебаний v = 1кГц.

376. Конденсатор и электрическая лампочка соединены последовательно и включены в цепь переменного тока напряжением U = 440B и частотой v = 50Гц. Какую ёмкость С должен иметь конденсатор, чтобы через лампочку протекал ток J =0,5А и падение напряжения на ней было равным UЛ = 110B?

377. Катушка с активным сопротивлением R = 10 Oм и индуктивностью L включена в цепь переменного тока напряжением U =127B и частотой v =50Гц. Найти индуктивность катушки L, если известно, что катушка поглощает мощность Р = 400Вт и сдвиг фазмежду напряжением и током составляет φ = 60°.

378. Конденсатор ёмкостью С = 1мкФ и резистор сопротивлением R = 3кOм включены в цепь переменного тока частотой v = 50Гц. Найти полное сопротивление Z цепи, если конденсатор и резистор включены в цепь:а) последовательно; б) параллельно.

379. Найти отношение энергии магнитного поля Wm колебательного контура к энергии его электрического поля We в момент времени t = T⁄8.

380. Индуктивность L = 22,6мГн и резистор сопротивлением R включены в цепь переменного тока частотой v = 50Гц. Найти сопротивление резистора R, если известно, что сдвиг фаз между напряжением и током составляет φ = π⁄3.