Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Национальный исследовательский университет «МИЭТ»

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Задачник Горбатый Овчинников

.pdf

Скачиваний:

7231

Добавлен:

05.06.2015

Размер:

3.59 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 188 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 > Следующая >>>

16.Конденсатор разряжается через резистор и за время t1 = 1 мс напряжение на нем уменьшается в 3 раза. За какое время t2 напряжение на конденсаторе уменьшится в

300 раз?

А)	t2 = 300 мс
Б)			ln300
	t		t		5,2 мс
	t		t		5,2 мс
		2	1	ln3
В)
В)	t2 t1			300 / 3 10 мс
Г)				300
	t2		t1 ln		4,6 мс
	t2		t1 ln		4,6 мс
				3

17. Незаряженный конденсатор емкостью C в момент t = 0 подключили к источнику с ЭДС и внутренним сопротивлением r. Когда конденсатор полностью зарядился:

А) энергия конденсатора стала равной

2	/ 2
W C

Б) сторонние силы источника совершили работу

2	/ 2
Aстор C

В) в цепи выделилось количество теплоты

2	/ 2
Q C

18.Плоский конденсатор, резистор и источник ЭДС соединены последовательно. При изменении расстояния между обкладками конденсатора внешняя сила совершила работу A. Если при этом в цепи выделилось количество теплоты Q, а энергия

конденсатора изменилась от W1 до W2, то сторонние силы источника совершили работу:

А) Aстор Q W2 W1 A

Б) Aстор Q W2 W1 A

В) Aстор Q W1 W2 A

Задачи Электрический ток. Плотность тока

9.1.Ток I в проводе изменяется со временем t. Какой заряд проходит через поперечное сечение провода за время от t1 = 2 с до t2 = 6 с? Решите задачу для (I - в амперах, t - в секундах):

а) I = 4 + 2t; б) I = 12 – 2t; в) I = 3t2.

9.2.Из медного провода площадью поперечного сечения S = 0,5 мм2 образована круглая петля радиуса r = 60 см. Чтобы совершить один оборот в петле, электрону потребовалось бы в среднем t = 10 ч. Найдите величину I тока, текущего по проводу. Принять, что концентрация свободных электронов в меди n = 1029 м–3.

9.3. В цилиндрическом проводнике с поперечным сечением радиуса R вектор плотности тока параллелен оси проводника, а его модуль зависит о расстояния r до этой оси по закону j j0 (1 r / R) , где j0 – известная постоянная. Найдите величину I тока в проводнике.

9.4. В цилиндрическом проводнике с поперечным сечением радиуса R вектор плотности тока параллелен оси проводника, а его модуль зависит о расстояния r до

этой оси по закону j j0 (r / R)2 , где j 0 - известная постоянная. Найдите величину I тока в проводнике.

9.5.Найдите величину p суммарного импульса электронов в прямом проводе длиной l = 1000 м, по которому течет ток I = 70 А.

9.6.Плотность тока в пучке электронов равна j, средняя скорость упорядоченного движения электронов V. Определите плотность заряда в пучке.

Ток в слабо проводящей среде

9.7. Зазор между обкладками плоского конденсатора заполнен стеклом с удельным сопротивлением = 100 ГОм м. Емкость конденсатора C = 4 нФ. Найдите величину I тока утечки через конденсатор при подаче на него напряжения U = 2 кВ. Диэлектрическая проницаемость стекла = 6.

9.8. Однородная слабо проводящая среда с удельным сопротивлением заполняет пространство между двумя коаксиальными идеально проводящими тонкостенными цилиндрами. Радиусы цилиндров a и b, причем a b , длина каждого цилиндра l. Пренебрегая краевыми эффектами, найдите сопротивление R среды между цилиндрами.

9.9. Металлический шар радиуса a окружен концентрической тонкой металлической оболочкой радиуса b. Пространство между этими электродами заполнено однородной слабо проводящей средой с удельным сопротивлением . Найдите сопротивление R межэлектродного промежутка. Рассмотрите случай b .

9.10.Два металлических шара одинакового радиуса a находятся в однородной слабо проводящей среде с удельным сопротивлением . Найдите сопротивление R среды между шарами при условии, что расстояние между ними значительно больше a.

9.11.Два металлических шара радиусов a и b находятся в однородной слабо проводящей среде с удельным сопротивлением . Найдите сопротивление R среды между шарами при условии, что расстояние между ними значительно больше a и b.

9.12.Металлический шар радиуса a окружен концентрической тонкой металлической оболочкой радиуса b. Пространство между этими электродами заполнено

однородной слабо проводящей средой с удельным сопротивлением 1. Вне оболочки, в однородной слабо проводящей среде с удельным сопротивлением 2, расположен металлический шар радиуса c. Определите сопротивление R между шарами при условии, что расстояние между ними значительно больше b и c.

9.13. Два длинных параллельных провода находятся в слабо проводящей среде с удельным сопротивлением . Расстояние между осями проводов равно l, радиус поперечного сечения каждого провода a. Найдите для случая a l :

а) величину j плотности тока в точке, равноудаленной от осей проводов на расстояние r, если разность потенциалов между проводами U;

б) сопротивление R1 среды на единицу длины проводов.

Закон Ома для однородного участка цепи

9.14.Какова величина E напряженности электрического поля в медном проводе с поперечным сечением площадью S = 1 мм2 при величине тока I = 2 A? Удельное сопротивление меди Ом м.

9.15.Плотность тока, текущего по мотку проволоки длиной l = 10 м, на который подано напряжение U = 17 мВ, равна j = 10 А/см2. Чему равно удельное

сопротивление материала проволоки?

9.16. Разность потенциалов между концами медной проволоки длиной l = 10 м равна U = 1 В. За какое время t электрон проводимости смог бы пройти путь от одного конца проволоки к другому, если удельное сопротивление меди равноОм м, а концентрация электронов проводимости в меди n = 1029 м–3?

Закон Ома для неоднородного участка цепи

9.17. Через источник постоянного тока за время t = 2 с прошел заряд q = 10 Кл. Сторонние силы источника совершили при этом работу A = 120 Дж. Определите

ЭДС ε источника и величину I протекающего через него тока.

9.18.На рис. 9.8 изображен фрагмент электрической

цепи. Известны ЭДС источника	ε = 20 В,	его	1 ε,r
внутреннее сопротивление r = 1 Ом	и ток	через		I	2


источник I = 2 А. Определите разность потенциалов


1 2 на данном участке.			Рис. 9.8
			Рис. 9.8

9.19.На рис. 9.9 изображен фрагмент электрической

цепи. Известны сопротивления резисторов R1						= 10 Ом,		I1
R2 = 20 Ом	и	токи	I1 = 2 А,	I2 = 3 А.	Определите
							1
электрическое напряжение U 1 2 .								R1

R2 2

Рис. 9.9

9.20.На рис. 9.10 изображен фрагмент электрической

цепи. Известны ЭДС источника ε = 20 В, его внутреннее сопротивление r = 1 Ом, сопротивление резистора R = 10 Ом и токи I1 = 2 А, I2 = 3 А. Определите разность потенциалов 1 2 .

9.21.На рис. 9.11 изображен фрагмент электрической

цепи. Известны ЭДС источника			ε = 20 В,	его
внутреннее	сопротивление	r = 1 Ом,	ток I = 2 А,
емкость конденсатора C = 1 мкФ			и его	заряд
q = 10 мкКл.	Определите	разность	потенциалов
1 2 .

	I1 R		ε,	r	I2
	I1 R				I2

1					2


		Рис. 9.10

С ε, r

1 + –	2
Рис. 9.11

Закон Ома для замкнутой цепи

9.22. Резистор сопротивлением R = 8 Ом подключен к источнику. За некоторое время сторонние силы источника совершили работу A = 135 Дж, а на резисторе выделилось количество теплоты Q = 120 Дж. Определите внутреннее сопротивление r источника.

9.23. Найдите разность потенциалов A B в точках А и В,

если R1 =1 Ом, R2 = 3 Ом, ε = 4 В (рис. 9.12), а внутреннее

сопротивление источника r = 1 Ом.

Рис. 9.12

9.24. При замкнутом ключе K вольтметр показывает напряжение


					R
U1 = 1,3 В на	выводах батарейки, подключенной			к нагрузке
					ε
сопротивлением R = 6,5 Ом		(рис. 9.13). После		размыкания
ключа K показания вольтметра становятся равными U2 = 1,6 В.

					V
Определите	внутреннее	сопротивление	r	батарейки.

Сопротивление вольтметра считайте очень большим.

Рис. 9.13

9.25. Для определения ЭДС ε и внутреннего			V		U
сопротивления r источника тока собрали			V		U
сопротивления r источника тока собрали		ε		r	Uy
цепь по схеме, приведенной на рис. 9.14.		ε


Перемещая контакт	реостата получили


множество пар показаний U вольтметра и I
амперметра. По этим данным построили
амперметра. По этим данным построили
график, показанный	на рисунке. Линия		A		0
графика пересекает оси абсцисс и ординат					Рис. 9.14
соответственно в точках Ix = 3,0 A и

Uy = 12,3 В. Найдите величины ε и r. Считайте сопротивление вольтметра очень большим, а сопротивление амперметра – пренебрежимо малым.

Ix I

	Закон Джоуля-Ленца
9.26.	Какое количество теплоты Q выделилось в резисторе сопротивлением
R = 75 Ом при прохождении через него заряда q = 100 Кл, если ток в резисторе:
а)	линейно убывал до нуля в течение t = 50 с;
б)	монотонно убывал до нуля так, что через каждые
	t = 2 с он уменьшался вдвое?

9.27.Батарея с ЭДС ε = 240 В и внутренним сопротивлением r = 1 Ом замкнута на

резистор сопротивлением R = 23 Ом. Найдите полную мощность Р0, полезную мощность Р и КПД батареи.

9.28.Элемент с ЭДС ε = 6 В дает максимальный ток I = 3 А. Найдите наибольшее

количество теплоты Q, которое может быть выделено во внешнем сопротивлении за время = 1 с.

9.29.Найдите внутреннее сопротивление r источника постоянной ЭДС, если известно, что мощность Р, выделяющаяся во внешней цепи, одинакова при

внешних сопротивлениях R1 = 5 Ом и R2 = 0,2 Ом. Найдите КПД источника , 2в каждом из этих случаев.

Правила Кирхгофа

9.30. В схемах, изображенных на рис. 9.15,

ЭДС ε = 5 В,

сопротивление r = 1 Ом,

ток I1 = 3 А. Определите ток I2.

ε, r

2 ε, r

а)

б)

в)

Рис. 9.15

9.31.

В схеме,

изображенной на рис.

9.16,

ЭДС первого источника

ε1 = 3,2 В, второго ε2 = 4 В.

При сопротивлении резистора R = 8 Ом

ε 1

ток

через первый источник равен

нулю.

Определите

внутреннее

сопротивление r второго источника ε2.

ε 2

9.32.

ЭДС

внутренние

сопротивления

источников

схеме,

Рис. 9.16

ε 1, r1

изображенной на рис. 9.17, известны. Найдите разность

потенциалов A B в точках А и В .

ε 2, r2

Рис. 9.17

9.33.

ЭДС

внутренние

сопротивления

источников

схеме,

ε 1, r1

изображенной на рис. 9.18, известны. Найдите разность

потенциалов A B в точках А и В.

ε 2, r2

Рис. 9.18

9.34. В схеме на рис. 9.19 ЭДС источников ε1 = 3 В, ε2 = 6 В, их внутренние сопротивления r1 = 1 Ом, r2 = 2 Ом. Определите:

а) ток I через резистор R = 100 Ом;

б) ЭДС ε и внутреннее сопротивление r источника, эквивалентного двум параллельно соединенным источникам.

ε 1,	r1 ε 2,	r2	R

Рис. 9.19

9.35. При зарядке аккумулятора током I1 = 5 А напряжение на клеммах U1 = 13,8 В. При разрядке того же аккумулятора током I2 = 8 А напряжение на клеммах

U2 = 11,5 В. Определите ЭДС ε аккумулятора.

9.36. Найдите величину

I и направление тока через резистор

ε 2

сопротивлением R = 5 Ом в схеме на рис. 9.20, если ε 1 = 1,5 В,

ε 2 = 3,7 В, R1 = 10 Ом,

R2 = 20 Ом. Внутренние сопротивления

ε 1

источников пренебрежимо малы.

Рис. 9.20

9.37.В схеме на рис. 9.21, ε 1 = 1,5 В, ε 2 = 2 В, ε 3 = 2,5 В,

R1 = 10 Ом,		R2 = 20 Ом,	R3 = 30 Ом.	Внутренние
сопротивления источников пренебрежимо малы. Найдите:
а)	ток I через резистор сопротивлением R1;
б)	разность потенциалов А – В		в точках A и B.
		Постоянный ток в схемах с конденсаторами
9.38.	Найдите разность потенциалов A B в точках А и В,

если R1 = 1 Ом, R2 = 8 Ом, C1 = 0,1 мкФ, С2 = 0,2 мкФ, ε = 3 В (рис. 9.22). Внутренним сопротивлением источника пренебречь.

9.39. В изображенной на рис. 9.23 электрической схеме известны ε, R, r и C. Определите заряд конденсатора.

	R1	ε 1


		ε 2
A	R2	ε 2	B


		ε 3
	R3	ε 3

Рис. 9.21

С1 B С2

R1 R2

Рис. 9.22

СR

ε, r

Рис. 9.23

9.40. Определите напряжение U на конденсаторе C,

если

ε1 = 4 B, ε2 = 10

B, R1 = 10

Ом,

R2 = 30 Ом (рис.

9.24).

Внутренним сопротивлением источников пренебречь.

9.41. Величины R, C и ε известны (рис. 9.25). Найдите заряд q

Рис. 9.24

конденсатора С. Внутренним сопротивлением источников

пренебречь.

а)

б)

Рис. 9.25

Перезарядка конденсатора

9.42. Плоский конденсатор с обкладками квадратной формы со стороной а = 21 см и расстоянием между обкладками d = 2 мм присоединен к источнику напряжения U = 750 В. В пространство между обкладками с постоянной скоростью V = 8 см/с вдвигают стеклянную пластинку, толщина которой чуть меньшей, чем d. Какой ток I пойдет при этом в цепи? Диэлектрическая проницаемость стекла 7.

9.43. Источник постоянного напряжения в некоторый момент подключают к последовательно соединенным конденсатору емкостью C = 1000 мкФ и реостату. С какой скоростью V нужно перемещать ползунок реостата, чтобы ток в цепи оставался постоянным? Сопротивление единицы длины реостата = 1000 Ом/см.

9.44. Конденсатор емкостью C = 1000 мкФ и резистор сопротивлением R = 10 кОм соединены параллельно и подключены к источнику постоянного напряжения. В некоторый момент времени напряжение на клеммах источника начинают равномерно уменьшать, и через время = 15 с после этого оно становится равным нулю. Через сколько времени t после начала уменьшения напряжения ток через источник станет равным нулю?

9.45. Конденсатор емкостью C = 1000 мкФ и резистор сопротивлением R соединены параллельно и подключены к источнику постоянного напряжения. В некоторый момент времени напряжение на клеммах источника начинают равномерно увеличивать. Через время = 10 с после этого напряжение на клеммах источника увеличилось в n = 2 раза, а ток через источник возрос в k = 3 раза. Определите сопротивление R.

9.46. Конденсатор емкости C = 400 пФ подключили через сопротивление R = 650 Ом к источнику постоянного напряжения U0. Через сколько времени напряжение на конденсаторе станет U = 0,9U0?

9.47.Конденсатор емкости C, заряженный до напряжения U, в момент t = 0 начинает разряжаться через резистор сопротивлением R. За какое время напряжение на конденсаторе уменьшится в 2 раза?

9.48.Заряд плоского конденсатора в начальный момент времени равен q0. Как будет изменяться со временем заряд q(t) конденсатора, если между его обкладками находится слабо проводящее вещество с удельной

проводимостью и диэлектрической проницаемостью .

9.49. Заряд сферического конденсатора в начальный момент времени равен q0. Как будет изменяться со временем заряд q(t) конденсатора, если между его обкладками находится слабо проводящее вещество с удельной проводимостью и диэлектрической проницаемостью .

9.50. В однородной и изотропной слабо проводящей среде с диэлектрической проницаемостью и с удельной проводимостью находятся два неподвижных проводника. В начальный момент заряд одного из них q0, а другого –q0. Определите зависимость от времени заряда q(t) первого проводника.

Работа источника, тепловые потери

иизменение энергии конденсатора

9.51.В схеме, изображенной на рис. 9.26, емкость

конденсатора		С	= 1 мкФ,	сопротивление резистора
R = 8 Ом,	ЭДС	и	внутреннее сопротивление каждого
источника	ε=		5 В и	r = 2 Ом. Сначала ключ

находится в положении 1, а затем его переводят в положение 2. Определите:

а) максимальную величину I тока через резистор R; б) количество Q теплоты, которое выделится в цепи

после переключения.

		ε
1	С	R
	С
2

ε

Рис. 9.26

9.52.В схеме, изображенной на рис. 9.27, емкость

конденсатора С = 100 мкФ, сопротивление резистора

R = 10 кОм, ЭДС источников ε1 = 10 В и ε2 = 5 В, их внутренние сопротивления пренебрежимо малы. Сначала ключ находится в положении 1, а затем его переводят в положение 2. Определите:

а) ток I0 через резистор сразу после переключения; б) количество Q теплоты, которое выделится на

резисторе после переключения.

R		ε 2

2	С	ε 1
	С	ε 1
1

Рис. 9.27

9.53. Незаряженный конденсатор емкости C в момент t = 0 подключают к

источнику напряжения с ЭДС ε. Определите количество Q теплоты, выделившееся в цепи:

а) за все время зарядки конденсатора; б) за время, в течение которого напряжение на

конденсаторе увеличивается от нуля до U = ε /2.

9.54. Плоский воздушный конденсатор емкости C подключен к источнику

постоянного напряжения с ЭДС ε. Какую работу A необходимо совершить, чтобы очень быстро уменьшить расстояние между обкладками конденсатора в n = 2 раза? Какое количество Q теплоты выделится в цепи при таком изменении емкости?

9.55. Плоский воздушный конденсатор емкости C подключен к источнику

постоянного напряжения с ЭДС ε. Какую работу A необходимо совершить, чтобы очень медленно уменьшить расстояние между обкладками конденсатора в n = 2 раза?

9.56. Плоский воздушный конденсатор емкостью C подключен к источнику постоянного напряжения. Пластины конденсатора сближают так, что ток через источник при сближении пластин остается постоянным. Определите отношение количества выделившегося в цепи тепла к работе сторонних сил источника за время , в течение которого заряд конденсатора увеличился в n раз. Внутреннее сопротивление источника r.

10. Закон Био-Савара

Вопросы

1. Укажите ошибочное утверждение:

А) магнитное поле действует на движущиеся заряды

Б) движущиеся заряды создают магнитное поле

В) на покоящийся заряд магнитное поле не действует

Г) сила F , действующая на движущийся заряд в электрическом и магнитном полях, определяется формулой


F	qE q[VB] ,

где вектор B индукции магнитного поля зависит

от величины заряда q и скорости его движения V

2. Электрон движется в вакууме с постоянной скоростью V = 2 108 м/с. Если вектор r проведен от точки C к точке D, то в момент времени, когда электрон находится в C, индукция магнитного поля в D определяется формулой:

А)

Б)

В)

Обе

[Vr ]

4 r 3

формулы не

верны

0 I

3. В формуле dB

r 3

, выражающей закон Био-Савара:

А)

dl - малый

элемент

провода

с током, который

создает поле dB

Б)

r - вектор, указывающий направление тока

В)

- вектор,

определяющий положение точки,

которой рассчитывается поле dB

В тонком

проводнике,

в котором течет

ток

выделен малый отрезок длины l. Этот отрезок с током I

создает в точке A магнитное поле с индукцией 1

, а в точке

– поле с индукцией B2 (рис. 10.1). Определите отношение

и r2 / r1 2.

| B1 | / | B2 | , если 1

= 900, 2 = 300

Рис. 10.1

Вектор

индукции

магнитного

поля B

центре

кругового витка, по которому течет ток I, как показано на

рис. 10.2, направлен:

А)

от нас

Б)

на нас

В)

лежит в плоскости рисунка

Г)

Рис. 10.2

B 0

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 188 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
05.06.2015116.74 Кб56Задания к теме Диалектика.doc
#
05.06.2015492.54 Кб45Задача6.doc
#
05.06.2015294.91 Кб42Задачи по физике.doc
#
05.06.201541.89 Кб29задачи1.docx
#
05.06.2015425.47 Кб59задачи_семинара1_2012.doc
#
05.06.20153.59 Mб7231Задачник Горбатый Овчинников.pdf
#
05.06.2015296.48 Кб127Задачник по матану БДЗ.pdf
#
10.11.20191.49 Mб35Задачник_Горбатого.doc
#
27.03.201649.15 Кб22зачётные требования (вечерники).doc
#
27.03.201689.09 Кб202Защита лаба 1 и 2, эд.docx
#
17.11.2018297.39 Кб8ЗИПЕКТ 09.11.2011 Лекция 5.docx