Контрольная работа № 3.

Вариант	Номера задач
0	3	2	18	22	26	34	37	45	49
1	1	10	15	24	28	31	38	41	46
2	7	13	17	20	27	35	40	43	47
3	2	11	14	21	29	32	36	42	50
4	4	12	16	23	30	33	39	44	48
5	7	9	19	25	28	34	36	41	46
6	5	12	14	20	29	31	37	42	47
7	8	10	16	23	26	32	40	44	50
8	6	11	15	22	30	33	38	43	48
9	4	13	18	25	27	35	39	45	49

1. В элементарной теории атома водорода принимают, что электрон обращается вокруг ядра по круговой орбите. С какой скоростью движется электрон, если радиус орбиты 5,310^-9 см? Сколько оборотов в секунду делает электрон?

2. Два шарика массой 0,1 г каждый подвешены в одной точке на нитях длиной 20 см каждая. Получив одинаковый заряд, шарики разошлись так, что нити образовали между собой угол 60^о. Найти заряд каждого шарика.

3. Расстояние между двумя точечными зарядами + 9q и +q равно 8 см. На каком расстоянии от первого заряда находится точка, в которой напряженность суммарного поля данных зарядов равна нулю? Где находилась бы эта точка, если бы второй заряд был отрицательным?

4. Очень длинная тонкая прямая проволока несет заряд, равномерно распределенный по всей ее длине. Определить линейную плотность заряда, если напряженность поля на расстоянии 0,5 м от проволоки равна 1,2 В/см.

5. Металлическому шару сообщен заряд 1 мкКл. Радиус шара 10 см. Определить напряженность и потенциал поля: 1) вне шара на расстоянии 10 см от его поверхности; 2) на поверхности шара; 3) в центре шара.

6. Электрическое поле создано двумя точечными зарядами + 40 нКл и - 10 нКл, находящимися на расстоянии 10 см друг от друга. Определить напряженность поля в точке, удаленной от первого заряда на 12 см и от второго на 6 см.

7. Электрон влетает в плоский конденсатор со скоростью 10000 км/с, направленной параллельно пластинам. Расстояние между пластинами 2 см, разность потенциалов 1,5 В, длина пластин 10 см. На какое расстояние сместится электрон в направлении к положительно заряженной пластине за время движения в конденсаторе: 1) под действием силы тяжести; 2) под действием электростатического поля?

8. Электрон влетает в плоский конденсатор, находясь на одинаковом расстоянии от каждой пластины со скоростью 10000 км/с, параллельной пластинам. Какую наименьшую разность потенциалов нужно приложить к пластинам, чтобы электрон не вылетел из конденсатора, если расстояние между пластинами 2 см и длина пластин 10 см?

9. Зная заряд электрона и радиус его орбиты в атоме водорода (5,310^-9 см), вычислить кинетическую и потенциальную энергию электрона. Определить также полную энергию электрона.

10. На неподвижный электрон летит другой электрон со скоростью 6000 км/с. На какое расстояние они могут сблизится?

11. Заряженная частица, пройдя ускоряющую разность потенциалов 10⁶ В, приобрела скорость 10000 км/с. Определить отношение заряда к массе для этой частицы.

12. Какую ускоряющую разность потенциалов должен пройти протон, чтобы приобрести такую же скорость, какую приобретает электрон, пройдя ускоряющую разность потенциалов 1000 В?

13. Разность потенциалов между катодом и анодом электронной лампы 90 В, расстояние 1 мм. С каким ускорением движется электрон от катода к аноду? Какова скорость электрона в момент удара об анод? За какое время электрон пролетает расстояние от катода до анода?

14. Два конденсатора емкостью 3 мкФ и 6 мкФ соединены между собой и присоединены к батарее с э.д.с. 120 В. Определить заряд каждого конденсатора и разность потенциалов между его обкладками, если конденсаторы соединены: 1) параллельно; 2) последовательно.

15. Разность потенциалов между пластинами плоского конденсатора 100 В. Диэлектрик - стеклянная пластинка ( = 7). Какова будет разность потенциалов, если стекло вытащить из конденсатора?

16. В плоский конденсатор вдвинули плитку парафина, толщина которого равна 1 см. Плитка вплотную прилегает к пластинам конденсатора. Насколько нужно раздвинуть пластины, чтобы получить прежнюю емкость?

17. Емкость плоского конденсатора равна 400 пФ. Расстояние между пластинами 5 мм. Какова будет емкость конденсатора, если на нижнюю пластину положить лист эбонита толщиной 3 мм?

18. На пластинах плоского конденсатора равномерно распределен заряд с поверхностной плотностью 0,2 мкКл/м². Расстояние между пластинами равно 1 мм. На сколько изменится разность потенциалов на его обкладках при увеличении расстояния между пластинами до 3 мм?

19. Две круглые металлические пластины радиусом 10 см каждая расположены параллельно друг другу. Расстояние между пластинами 1 см, сила притяжения 10 Н. Определить разность потенциалов между пластинами.

20. Какое количество теплоты выделится при разрядке плоского конденсатора, если разность потенциалов между пластинами равна 15000 В, расстояние 1 мм, площадь каждой пластины 300 см² и диэлектрик - слюда?

21. Сколько электронов должно находиться на поверхности металлического шарика диаметром 1 см, чтобы энергия поля заряженного шарика была равна 1 Дж?

22. Конденсатор емкостью 6 мкФ зарядили до потенциала 1500 В и отключили от источника напряжения. Затем к конденсатору присоединили параллельно второй незаряженный конденсатор емкостью 4 мкФ. Какая энергия была израсходована на образование искры, проскочившей при соединении конденсаторов?

23. Плоский воздушный конденсатор состоит из двух круглых пластин радиусом 10 см каждая. Расстояние между пластинами 1 см. Конденсатор зарядили до разности потенциалов 1200 В и отключили от источника напряжения. Какую работу нужно совершить, чтобы раздвинуть пластины до расстояния в 3 см?

24. Разность потенциалов между пластинами плоского конденсатора равна 900 В, емкость 2 мкФ, диэлектрик - стекло ( = 6). Конденсатор отключили от источника напряжения. Какую работу нужно совершить, чтобы вынуть стекло из конденсатора?

25. Плоский конденсатор состоит из двух пластин. Диэлектрик - стекло толщиной 2 мм, разность потенциалов между пластинами 15000 В. Определить плотность энергии в стекле и давление, которое производят пластины на стекло.

26. Разность потенциалов на концах медного провода длиной 1 км равна 3,5 В. Предполагая, что на каждый атом меди в проволоке приходится один свободный электрон, определить среднюю скорость упорядоченного движения электронов вдоль провода.

27. Электродвижущая сила батареи равна 12 В. Максимальная сила тока, которую может дать батарея, равна 6 А. Определить максимальное количество теплоты, которое может выделиться в 1 с во внешней цепи батареи.

28. Э.д.с. батареи 6 В, внутреннее сопротивление 1 Ом. Внешняя цепь потребляет мощность 8 Вт. Определить силу тока и сопротивление внешней цепи.

29. При токе 2 А к.п.д. батареи равен 0,75. Определить внутреннее сопротивление батареи, если ее э.д.с. равна 8 В.

30. Источник тока замкнут на потенциометр с сопротивлением 2000 Ом. Э.д.с. источника 50 В, внутренним сопротивлением можно пренебречь. Вольтметр, включенный между началом и серединой обмотки потенциометра, показывает 20 В. Применив правила Кирхгофа, определить сопротивление вольтметра.

31. Зашунтованный амперметр измеряет токи силой до 10 А. Какую наибольшую силу тока может измерить этот амперметр без шунта, если сопротивление амперметра равно 0,02 Ом и сопротивление шунта равно 5 мОм?

32. К источнику тока с э.д.с. 1,5 В присоединили катушку с сопротивлением 0,1 Ом. Амперметр показал силу тока, равную 0,5 А. Когда к источнику тока присоединили последовательно еще один источник тока с такой же э.д.с., то сила тока в той же катушке оказалась равной 0,4 А. Определить внутренние сопротивления первого и второго источников тока.

33. Две группы из трех последовательно соединенных элементов соединены последовательно. Э.д.с. каждого элемента равна 1,2 В, внутреннее сопротивление 0,2 Ом. Полученная батарея замкнута на внешнее сопротивление 1,5 Ом. Найти силу тока во внешней цепи.

34. Даны 12 элементов с э.д.с. 1,5 В и внутренним сопротивлением 0,4 Ом. Как нужно соединить эти элементы, чтобы получить от собранной из них батареи наибольшую силу тока во внешней цепи, имеющей сопротивление 0,3 Ом? Определить максимальную силу тока.

35. По медному проводнику сечением 1 мм² течет ток 1 А. Определить среднюю скорость упорядоченного движения электронов вдоль проводника, предполагая, что на каждый атом меди приходится один свободный электрон. Плотность меди 8,9 г/см³.

36. Определить во сколько раз возрастет сила тока, проходящая через платиновую печь, если при постоянном напряжении на зажимах ее температура повышается от 20 ^оС до 1200 ^оС. Температурный коэффициент сопротивления платины 3,6510^-3 К^-1.

37. По медному проводу сечением 0,3 мм² течет ток 0,3 А. Определить силу, действующую на отдельные свободные электроны со стороны электрического поля. Удельное сопротивление меди 17 мОмм.

38. Сила тока в проводнике сопротивлением 10 Ом равномерно убывает от 3А до нуля за 30 с. Определить количество теплоты, выделившееся за это время в проводнике.

39. Плотность электрического поля в алюминиевом проводе равна 5 А/см². Определить удельную тепловую мощность тока, если удельное сопротивление алюминия 26 нОмм.

40. Определить внутреннее сопротивление источника тока, если во внешней цепи при силе тока 5 А выдляется мощность 10 Вт, а при силе тока 8А - мощность 12 Вт.

41. Три источника тока с э.д.с. 1,8 В, 1,4 В и 1,1 В соединены накоротко одноименными полюсами. Внутреннее сопротивление первого источника 0.4 Ом, второго - 0.6 Ом. Определить внутреннее сопротивление третьего источника, если через первый источник идет ток 1.13 А.

42. Лампочка и реостат, соединенные последовательно, присоединены к источнику тока. Напряжение на зажимах лампочки равно 40 В, сопротивление реостата 10 Ом. Внешняя цепь потребляет мощность 120 Вт. Найти силу тока в цепи.

43. Э.д.с. батареи аккумуляторов 12 В, сила тока короткого замыкания равна 5 А. Какую наибольшую мощность можно получить во внешней цепи, соединенной с такой батареей?

44. Э.д.с. батареи равна 20 В. Сопротивление внешней цепи равно 2 Ом, сила тока 4 А. Найти КПД батареи. При каком значении внешнего сопротивления КПД будет равным 99 %?

45. К зажимам батареи присоединен нагреватель. Э.д.с. батареи 24 В, внутреннее сопротивление 1 Ом. Нагреватель, включенный в цепь, потребляет мощность 80 Вт. Вычислить силу тока в цепи и КПД нагревателя.

46. Сила тока в проводнике сопротивлением 100 Ом равномерно нарастает от нуля до 10А в течение 30 с. Определить количество теплоты, выделившееся за это время в проводнике.

47. В сети с напряжением 100 В включили катушку с сопротивлением 2 кОм и вольтметр, соединенные последовательно. Показания вольтметра 80 А. Когда катушку заменили другой, вольтметр показал 60 В. Определить сопротивление другой катушки.

48. Сила тока в проводнике равномерно увеличивается от нуля до некоторого максимального значения в течение 20 с. За это время в проводнике выделилась теплота 4 кДж. Определить скорость нарастания тока в проводнике, если сопротивление его 5 Ом.

49. Сила тока в проводнике меняется со временем по закону I=I_oSin t . Найти заряд, протекающий через поперечное сечение проводника за половину периода, если начальная сила тока I_o=10 А, циклическая частота 50  с^-1.

50. Прибор с сопротивлением 6 Ом подключен к двум параллельно соединенным источникам тока с э.д.с. 2.2 В и 2.4 В и внутренними сопротивлениями 0.8 Ом и 0.2 Ом соответственно. Определить силу тока в этом приборе и напряжение на зажимах второго источника тока.