|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Методические указания к решению задач из контрольной темы №3Стр 1 из 3Следующая ⇒
К выполнению контрольной работы следует приступать только после изучения теоретического материала, соответствующего данному разделу курса, и внимательного ознакомления с примерами решения задач в настоящем пособии. Признаком того, что теоретический материал усвоен Вами хотя бы в общих чертах, может служить тот факт, что формулы, приведенные в первом разделе, станут Вам «знакомы» и Вы сможете описать конкретную физическую ситуацию, в которой они используются. После предварительной подготовки можно приступать к выполнению контрольной работы, параллельно еще раз изучая детали теоретического курса. 1. Задачи №№ 3.001–3.016 нужно решать, внимательно изучая закон Кулона, понятие напряженности электрического поля и принцип суперпозиции полей. 2. Задачи №№ 3.017–3.024 требуют знания теоремы Остроградского-Гаусса для электростатического поля. 3. Задачи №№ 3.025–3.035 можно решить, используя понятие напряженности и потенциала электрического поля и зная связь между ними. 4. Задачи №№ 3.036–3.051 можно решить, используя понятие энергии системы заряженных частиц. 5. Задачи №№ 3.052–3.065 начинайте решать, изучив понятие электроемкости, ознакомившись с видами конденсаторов и изучив понятие энергии электрического поля. 6. Задачи №№ 3.066–3.078 требуют знания закон Ома и методов расчета эквивалентных сопротивлений сложных участков цепи. 7. Задачи №№ 3.079–3.089 нужно решать после изучения закона Джоуля-Ленца, уяснив понятия работы и мощности тока. 8. Задачи №№ 3.090–3.100 следует решать, усвоив правила Кирхгофа. Следует также обратить внимание на задачи, разобранные в качестве примеров решения. Они подобраны так, что включают элементы решения контрольных задач, что поможет Вам при самостоятельной работе. 3.4 Задачи для самостоятельного решения
3.002. Три маленьких шарика каждый массой 10 г подвешены на шелковых нитях по 1 м, сходящихся наверху в одном узле (рис. 1). Шарики одинаково заряжены и висят в углах, образующих равносторонний треугольник со стороной 0, 1 м. Каков заряд каждого шарика? 3.003 В каждом из двух противоположных углов квадрата помещено по заряду 3.004. Как далеко друг от друга должны быть расположены два протона, если отталкивающая кулоновская сила, действующая на один из них, равна силе гравитационного притяжения, действующей на протон со стороны Земли? 3.005. Некоторый заряд требуется поделить на части 3.006. Каждый из двух маленьких шариков максимально заряжен так, что их общий заряд равен 5, 0× 10–5 Кл. Как распределен этот заряд между ними, если, находясь на расстоянии 2 м друг от друга, они отталкиваются с силой 1 Н? 3.007. Три одинаковых точечных заряда по 2 нКл каждый находятся в вершинах равностороннего треугольника со стороной 10 см. Определить модуль и направление силы, действующей на один из зарядов со стороны других. 3.008. Два положительных точечных заряда 3.009. Четыре одинаковых точечных заряда по 40 нКл каждый закреплены в вершинах квадрата со стороной 10 см. Найти силу, действующую на один из этих зарядов со стороны трех остальных. 3.010. На расстоянии 20 см находятся два точечных заряда –50 нКл и 100 нКл. Определить силу, действующую на заряд –10 нКл, удаленный от обоих зарядов на расстояние 20 см. 3.011. Расстояние между двумя точечными зарядами 2 нКл и 4 нКл равно 60 см. Определить положение точки, в которой нужно поместить третий заряд, так чтобы система находилась в равновесии. Определить величину и знак этого заряда. 3.012. На тонком кольце равномерно распределен заряд с линейной плотностью заряда 0, 2 нКл/см. Радиус кольца 15 см. На серединном перпендикуляре к плоскости кольца находится заряд 10 нКл. Определить силу, действующую на заряд со стороны кольца, если он удален от его центра на 20 см. 3.013. Два шарика, имеющих одинаковые массы и радиусы, подвешены на нитях одинаковой длины так, что их поверхности соприкасаются. После сообщения шарикам заряда 0, 4 мкКл, они оттолкнулись друг от друга и разошлись на угол 60°. Найти массу каждого шарика, если расстояние от центра шарика до точки подвеса 20 см. 3.014. В вершинах правильного шестиугольника расположены три положительных и три отрицательных заряда. Найти напряженность электрического поля в центре шестиугольника при различных комбинациях в расположении зарядов.
3.016. На рис. 2 АА – заряженная бесконечная плоскость с поверхностной плотностью заряда 40 мкКл/м2 и В – пробный заряд величиной 1 нКл, находящийся на шарике массой 1 г. Какой угол 3.017. Точечный заряд 3.018. Точечный заряд 0, 1 мкКл помещен в центре куба с ребром 0, 5 м. Вычислить поток напряженности электрического поля через поверхность куба. 3.019.[1] *Бесконечно длинный тонкий стержень равномерно заряжен с линейной плотностью заряда 3.020. *Бесконечная плоскость заряжена с поверхностной плотностью заряда 3.021. *Заряд равномерно распределен по всему объему бесконечно длинного цилиндра радиуса а) покажите, что напряженность электрического поля
3.022. На рис. 3 изображена непроводящая оболочка сферической формы с объемной плотностью заряда
3.024. На рис. 5 изображены сечения двух концентрических цилиндров с радиусами 3.025. К бесконечной равномерно заряженной вертикальной плоскости подвешен на нити одноименно заряженный шарик массой 3.026. С какой силой (на единицу длины) взаимодействуют две заряженные бесконечно длинные параллельные нити с одинаковой линейной плотностью заряда 3.027. Поверхностная плотность заряда 3.028. Поле создано бесконечной равномерно заряженной плоскостью с поверхностной плотностью заряда 3.029. Четыре одинаковые капли ртути, заряженные до потенциала 3.030. Тонкий стержень согнут в кольцо радиусом 3.031. Электрическое поле создано бесконечно длинной заряженной нитью, линейная плотность заряда которой 3.032. Поверхностная плотность заряда пластины бесконечно больших размеров равна 10-7 Кл/м2. На каком расстоянии друг от друга находятся эквипотенциальные поверхности, если их потенциалы отличаются на 5 В? 3.033. Два проводящих шара, радиусы которых равны 10 см и 5 см, заряженные до потенциалов 20 В и 10 В, соединяются тонким проводником. Найти поверхностные плотности зарядов шаров после их соединения. Расстояние между шарами велико по сравнению с их радиусами. 3.034. На прямой, соединяющей два точечных заряда 3.035. Точечный заряд 3.036. Ион атома лития Li+ прошел разность потенциалов 400 В, ион атома натрия Na+ – разность потенциалов 300 В. Найти отношение скоростей этих ионов. 3.037. Шарик массой 1 г и зарядом 10 нКл перемещается из точки 1, потенциал которой 600 В, в точку 2, потенциал которой равен нулю. Найти его скорость в точке 1, если в точке 2 она стала равной 20 см/с. 3.038. Электрическое поле создано положительно заряженной бесконечно длинной нитью. Двигаясь под действием этого поля от точки, находящейся на расстоянии 1 см от нити, до точки, находящейся на расстоянии 4 см, 3.039. Около заряженной бесконечно протяженной плоскости находится пробный заряд 0, 66 нКл. Заряд перемещается по линии напряженности поля на расстояние 2 см, при этом совершается работа 0, 5 Дж. Найти поверхностную плотность заряда плоскости. 3.040. Электрон, пройдя в плоском конденсаторе путь от одной пластины до другой, приобретает скорость 106 м/с. Расстояние между пластинами 5.3 мм. Найти разность потенциалов между пластинами, напряженность поля внутри конденсатора и поверхностную плотность заряда на пластинах. 3.041. Электрон, пройдя в плоском конденсаторе путь от одной пластины до другой, приобретает скорость 2× 106 м/с. Расстояние между пластинами 6 мм. Найти разность потенциалов между пластинами и поверхностную плотность заряда на пластинах. 3.042. Электрон в однородном электрическом поле получает ускорение 1012 м/с2. Найти напряженность электрического поля, скорость, которую получает электрон за 1 мкс своего движения, работу сил электрического поля за это время и разность потенциалов, пройденную при этом электроном. Начальная скорость электрона равна нулю. 3.043. Электрон движется в плоском, горизонтально расположенном конденсаторе параллельно его пластинам со скоростью 3, 6× 107 м/с. Напряженность поля внутри конденсатора 3, 7 кВ/м, длина пластин конденсатора 20 см. На какое расстояние сместится электрон в вертикальном направлении под действием электрического поля за время его движения в конденсаторе? 3.044. В двух вершинах равностороннего треугольника помещены заряды 3.045. В вершинах квадрата со стороной 3.046. Шарик массой 40мг, имеющий положительный заряд 1 нКл, движется со скоростью 10 см/с. На какое расстояние шарик может приблизиться к другому неподвижному шарику, имеющему положительный заряд 1, 33 нКл? Размерами шариков пренебречь. 3.047. До какого расстояния могут сблизиться два электрона, если они движутся навстречу друг другу с относительной скоростью 106 м/с? 3.048. Два шарика с зарядами 6, 66 нКл и 13, 33 нКл находятся на расстоянии 40 см. Какую работу нужно совершить, чтобы сблизить их до расстояния 25 см? 3.049. Какая работа совершается при перенесении пробного заряда 20 нКл из бесконечности в точку, находящуюся на расстоянии 1 см от поверхности шара радиусом 1 см с поверхностной плотностью заряда 10 мкКл/м2. 3.050. В вершинах квадрата, сторона которого равна 1 мм, находятся четыре протона. Освободив один из них, дают ему возможность двигаться под действием сил поля оставшихся протонов. Какова скорость протона на бесконечности? 3.051. Три электрона расположены в вершинах равностороннего треугольника, сторона которого равна 1 мкм. Освободив один из них, ему дают возможность свободно перемещаться в поле оставшихся электронов. Определить скорость электрона на бесконечности? 3.052. Два конденсатора с воздушным зазором, емкостью 200 пФ каждый, соединяют последовательно и подключают к источнику с ЭДС 20 В. Как изменятся заряды конденсаторов, если один из них погрузить в жидкий диэлектрик с диэлектрической проницаемостью, равной 4? 3.053. Конденсатор емкостью 100 пФ, имеющий заряд 2 нКл, соединяют через резистор с конденсатором, заряд и емкость которого соответственно равны 4 нКл и 200 пФ. 3.054. Заряды обкладок двух конденсаторов емкостью 100 пФ и 300 пФ одинаковы и равны 10 нКл. Какой заряд пройдет по проводам, если соединить одноименно заряженные обкладки? 3.055. Два конденсатора емкостью 5 мкФ и 8 мкФ соединены последовательно и присоединены к батарее с ЭДС 80 В. Определите заряды конденсаторов и напряжения на них. 3.056. Два одинаковых плоских воздушных конденсатора емкостью 12 мкф соединены последовательно и подключены к источнику с ЭДС 12 В. Определите, на сколько изменится напряжение на одном из конденсаторов, если другой погрузить в трансформаторное масло? 3.057. Два металлических шарика радиусами 5 см и 10 см имеют заряды 4 нКл и –20 нКл соответственно и находятся далеко друг от друга. Найти количество теплоты, которое выделится при соединении шариков проводниками. Электроемкостью проводника пренебречь. 3.058. Площадь пластин плоского воздушного конденсатора равна 0, 01 м2, расстояние между ними 1 мм. К пластинам конденсатора приложена разность потенциалов 0, 1 кВ. Пластины раздвигаются до расстояния 25 мм. Найти энергии конденсатора до и после раздвижения пластин, если источник напряжения перед раздвижением: а) не отключается; б) отключается. 3.059. Плоский конденсатор заполнен диэлектриком и на его пластины подана некоторая разность потенциалов. Его энергия при этом равна 20 мкДж. После того как конденсатор отключили от источника напряжения, диэлектрик вынули из конденсатора. Работа, совершенная при вынимании диэлектрика, равна 70 мкДж. Найти диэлектрическую проницаемость диэлектрика. 3.060. Конденсатор емкостью 100 пФ заряжается до разности потенциалов 50 В. После этого зарядная батарея отключается, а заряженный конденсатор присоединяется параллельно к другому конденсатору. Если измеренная ранее разность потенциалов падает после присоединения до 25 В, то какова емкость второго конденсатора? 3.061. Плоский конденсатор с площадью пластин 3.062. Пластина из диэлектрика толщиной
3.063. К батарее с ЭДС 300 В подключены два конденсатора емкостью 3.064. К батарее с ЭДС 300 В подключены два конденсатора емкостью 3.065. Конденсатор емкостью 3.066. Малый, но все же измеримый ток 10-10 А, протекает по медной проволоке диаметром 2, 5 мм. Вычислите скорость поступательного движения электронов в проводнике. Число свободных электронов в 1 см3 проводника принять равным 1023. 3.067. Определить число электронов, проходящих в секунду через единицу площади поперечного сечения железной проволоки длиной
3.068. Каково эквивалентное сопротивление сложной цепи, изображенной на рис. 6? Какие токи текут по каждому сопротивлению? Принять
3.070. Ток в проводнике меняется со временем по закону 3.071. Имеется предназначенный для измерения токов до 15 мА амперметр с сопротивлением 5 Ом. Какое сопротивление нужно взять и как его включить, чтобы этим прибором можно было измерять: а) ток до 150 мА; б) разность потенциалов до 150 В? 3.072. В сеть с напряжением 100 В подключили катушку с сопротивлением 2кОм и вольтметр, соединенные последовательно. Показание вольтметра 80 В. Когда катушку заменили другой, вольтметр показал 60 В. Определите сопротивление второй катушки. 3.073. Сила тока в проводнике изменяется со временем по закону
3.075. Определите заряды на обкладках обоих конденсаторов в схеме на рис. 9, если ЭДС источника 3.076. Определите разность потенциалов между точками A и B в схеме на рис. 10, учитывая, что ЭДС источника 3.077. При внешнем сопротивлении 3.078. Определить заряд, прошедший по проводу сопротивлением
3.080. Имеется 120-вольтовая электрическая лампочка мощностью 40 Вт. Какое добавочное сопротивление надо включить последовательно с лампочкой, чтобы она давала нормальный накал при напряжении 220 В? 3.081. Найти внутреннее сопротивление генератора, если известно, что мощность, выделяющаяся во внешней цепи, одинакова при внешних сопротивлениях 3.082. Элемент замыкают сначала на внешнее сопротивление 2 Ом, затем на внешнее сопротивление 0, 5 Ом. Найти ЭДС элемента и его внутреннее сопротивление, если известно, что в каждом из этих случаев мощность, выделяющаяся во внешней цепи, одинакова и равна 2, 54 Вт. 3.083. Разность потенциалов между точками A и B равна 9 В. Имеется два проводника с сопротивлениями 5 Ом и 3 Ом. Найти количество теплоты, выделяющееся в каждом проводнике за единицу времени, если проводники между точками A и B соединены: а) последовательно; б) параллельно. 3.084. ЭДС батареи равна 80 В, внутреннее сопротивление – 5 Ом. Внешняя цепь потребляет мощность 100 Вт. Определить силу тока в цепи, напряжение под которым находится внешняя цепь и ее сопротивление. 3.085. Сила тока в цепи изменяется со временем по закону 3.086. В проводнике за время 10 с при равномерном возрастании силы тока от 1 А до 2 А выделилось количество теплоты 5 кДж. Найти сопротивление проводника. 3.087. Сила тока в проводнике сопротивлением 3.088. От батареи, ЭДС которой 3.089. По проводнику сопротивлением 3.090. Какая разность потенциалов получается на зажимах двух элементов, включенных параллельно, если их ЭДС соответственно равны 1, 4 В и 1, 2 В, а внутренние сопротивления равны соответственно 0, 6 Ом и 0, 4 Ом? 3.091. Два элемента с одинаковыми ЭДС
3.093. Батареи имеют ЭДС 3.094. Батареи имеют ЭДС
3.096. Элементы имеют ЭДС
3.098. Найдите токи, текущие по каждому сопротивлению (рис. 18), а также напряжение между точками A и B. Положите 3.099. ЭДС элементов цепи
3.100. В схеме на рис. 20 ЭДС источников
Контрольная работа №2 Содержание контрольной работы по темам программы дисциплины Магнетизм, электромагнитная теория света и геометрическая оптика, квантовая оптика. Формулировка задания и его объем Решить задачи согласно варианта. Порядок выбора варианта Номер варианта и задания выбирается студентом из таблицы 1 по двум последним цифрам в зачетной книжке. Таблица 2 Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-03-22; Просмотров: 1636; Нарушение авторского права страницы