Вариант 23а

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

РГР

Электростатика и постоянный ток

1. Используя теорему Остроградского-Гаусса, получите формулу напряженности электрического поля, созданного в вакууме полой заряженной металлической сферой радиуса R с зарядом q, в точках, расположенных внутри и вне сферы.

2. В вершинах правильного треугольника со сторонами a = 10 см находятся заряды q₁ = 10мкКл, q₂ = 20 мкКл и q₃ = 30 мкКл. Определить силу F, действующую на заряд q₁ со стороны двух других зарядов.

3. Электростатическое поле создается двумя бесконечными параллельными плоскостями, заряженными равномерно одноименными зарядами с поверхностной плотностью соответственно ₁ = 2 нКл/м² и ₂ = 4 нКл/м². Определить напряженность электростатического поля: 1) между плоскостями; 2) за пределами плоскостей. Построить график изменения напряженности поля вдоль линии, перпендикулярной плоскостям.

4. Электрон, обладавший кинетической энергией W = 10 эВ, влетел в однородное электрическое поле в направлении силовых линий поля. Какой скоростью будет обладать электрон, пройдя в этом поле разность потенциалов U = 8 В?

5. Получите формулы для законов Ома для замкнутой цепи и для неоднородного участка цепи.

6. Плоский конденсатор состоит из двух круглых пластин радиусом R = 10 см каждая. Расстояние между пластинами d = 2 мм. Конденсатор присоединен к источнику напряжения U=80 В. Определить заряд q, и напряженность Е поля конденсатора в двух случаях: а) диэлектрик — воздух; б) диэлектрик — стекло.

7. ЭДС батареи E = 24 В. Наибольшая сила тока, которую может дать батарея, I_max = 10 А. Определить максимальную мощность P_max, которая может выделяться во внешней цепи.

8. Сила тока в цепи изменяется по закону I = I₀ sint. Определить количество теплоты, которое выделится в проводнике сопротивлением R = 10 Ом за время, равное четверти периода (от t₁ = 0 до t₂ = Т/4, где Т= 10 с).

9. Чем обусловлена примесная проводимость полупроводников? Изобразите структуру энергетических зон полупроводника с примесной проводимостью. Как определяется энергия Ферми (уровень Ферми) для полупроводника с примесной проводимостью.

10. Два источника тока .с электродвижущими силами=12 В и=8 В и внутренними сопротивлениямиR₁=4 Ом и R₂=2 Ом, а также проводник сопротивлением R=20 Ом соединены, как показано на рис. Определить силы тока в реостате и источниках тока.

Вариант 24а

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

РГР

Электростатика и постоянный ток

1. Используя теорему Остроградского-Гаусса, получите формулу напряженности электрического поля, созданного в вакууме равномерно заряженным шаром радиуса R с объемной плотностью заряда , в точках, расположенных внутри и вне шара.

2. Два положительных точечных заряда q и 9q закреплены на расстоянии d=100см 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.

3. Две параллельные заряженные плоскости, поверхностные плотности заряда которых ₁= 2 мкКл/м² и ₂ =  0,8 мкКл/м², находятся на расстоянии d = 0,6 см друг от друга. Определить разность потенциалов U между плоскостями.

4. Электростатическое поле создается положительно заряженной бесконечной нитью. Протон, двигаясь под действием поля от нити с расстояния r=1 см до расстояния r=5 см вдоль линии напряженности, изменил свою скорость от 1 до 10 Мм/с. Определить линейную плотность заряда нити.

5. Сформулируйте законы Кирхгофа для линейной разветвленной электрической цепи. Приведите пример использования этих законов.

6. Конденсаторы емкостями С₁= 2 мкФ, С₂= 5 мкФ и Сз = 10 мкФ соединены последовательно и находятся под напряжением U = 850 В. Определить напряжение и заряд на каждом из конденсаторов.

7. В цепь, состоящую из батареи и резистора сопротивлением R = 8 Oм, включают вольтметр, сопротивление которого R_V = 800 Ом, один раз последовательно резистору, другой раз — параллельно. Определить внутреннее сопротивление батареи, если показания вольтметра в обоих случаях одинаковы.

8. За время t = 8 с при равномерно возраставшей силе тока в проводнике сопротивлением R = 8 Ом выделилось количество теплоты Q = 500 Дж. Определить заряд q, проходящий в проводнике, если сила тока в начальный момент времени равна нулю.

9. Р-n переход. Физические процессы, происходящие в p-n переходе: а) без включения внешнего напряжения; б) при прямом внешнем напряжении; б) при обратном внешнем напряжении. Изобразите вольтамперную характеристику полупроводникового диода.

10. Определить силу токаI в проводнике сопротивлением R₁ и напряжением на концах этого проводника, если=6 В,=8 В,R₁=4 Ом, R₂=8 Ом, R₃=6 Ом. Внутренними сопротивлениями источников тока пренебречь.