физика

вкоторой скорость электрона уменьшится в два раза.

351.Конденсаторы емкостями 1 = 5 мкФ и 2 = 10 мкФ заряжены

до напряжений 1 = 60 В и 2 = 100 В. Определите напряжение на конденсаторах после их соединения обкладками, имеющими одноименные заряды.

352. Конденсатор емкостью 1 = 10 мкФ заряжен до напряжения 1 =

10 В. Определите заряд на обкладках этого конденсатора после того, как параллельно ему подключили незаряженный конденсатор, емкость

10 мкФ соединены последовательно и находятся под напряжением = 850 В. Определите напряжение и заряд на каждом конденсаторе.

соединены последовательно и подключены к батарее с ЭДС = 80 В.

71

357. Два заряженных металлических шара, первый радиусом 1 =

конденсаторы отключить от источника тока и соединить параллельно одноименно заряженными пластинами?

360. Между обкладками заряженного конденсатора плотно вдвигается пластина диэлектрика с диэлектрической проницаемостью ε. Сравните емкости конденсатора 0 и 1, заряды обкладок 0 и 1, разности потенциалов между обкладками ∆φ0 и ∆φ1, напряженности ЭСП между пластинами 0 и 1, энергии конденсатора 0 и 1 до и после внесения пластины диэлектрика. Рассмотрите два случая: а) конденсатор отключен от источника тока; б) конденсатор подсоединен к источнику тока.

361. При измерении мультиметром постоянного напряжения

используются в приборе и как они подключаются к сопротивлению А, чтобы переключать диапазон измерений прибора на токи , равные 2; 20; 200 мА и 10 А?

363. Батарея с ЭДС = 240 В и внутренним сопротивлением = 1 Ом замкнута на внешнее сопротивление = 23 Ом. Определите полную мощность источника тока 0, полезную мощность и КПД батареи η.

72

364. Источник тока замыкают сначала на внешнее сопротивление 1 = 2 Ом, а затем на внешнее сопротивление 2 = 0,5 Ом. Определите ЭДС источника тока и его внутреннее сопротивление , если в обоих случаях

во внешней цепи выделяется одинаковая мощность = 2,54 Вт.

365. Нагреватель электрического чайника имеет две секции. При включении одной из них вода в чайнике закипает за время 1 = 15 мин, а при включении другой секции – через 2 = 30 мин. За какой промежуток времени закипит вода в чайнике, если соединить обе секции: а) последовательно, б) параллельно?

366. ЭДС батареи = 80 В, ее внутреннее сопротивление = 5 Ом.

Внешняя цепь потребляет мощность = 100 Вт. Определите силу тока в цепи, напряжение, под которым находится внешняя цепь, и ее сопротивление.

367. Генератор постоянного тока питает 10 параллельно соединенных

а сопротивление подводящей линии Л = 0,6 Ом. Определите силу тока в линии и ток 1 – в каждой лампе, ЭДС генератора и полезную мощность .

368. Генератор постоянного тока развивает ЭДС = 150 В. Ток в цепи= 5 А. Внутреннее сопротивление источника тока = 0,5 Ом. Определите мощность , передаваемую потребителю, КПД η и ток короткого замыкания КЗ источника тока, если ток подводится к потребителю по двухпроводной линии длиной = 500 м. Провод линии алюминиевый, его сечение = 5 мм2, температура проводов = 50 .

Удельное сопротивление алюминия при температуре 0 = 0 : ρ0 = 2,5 ∙ 10−8 Ом ∙ м.

369. Определите мощность , которая выделяется во внешней цепи, состоящей из двух резисторов, сопротивлением каждый, если на резисторах выделяется одинаковая мощность , как при последовательном, так и при параллельном соединении. ЭДС источника тока = 12 В, его внутреннее сопротивление = 2 Ом.

370. Источник тока замыкают сначала на внешнее сопротивление 1 = 9 Ом, а затем на внешнее сопротивление 2 = 4 Ом. В обоих случаях за равное время на каждом сопротивлении выделяется одинаковое количество теплоты . Определите внутреннее сопротивление источника тока.

73

7. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 4

Студент решает 7 задач своего варианта, номер которого совпадает с последней цифрой шифра. Номера задач каждого варианта представлены в табл. 9.

7.1. Таблица вариантов контрольной работы №4

7.2.Рекомендации к решению задач по разделу «Электромагнетизм»

1.Внимательно прочитайте условие задачи. Выясните, какое явление рассматривается в задаче, и изучите сведения о нем и о физических величинах, его описывающих, по учебному пособию.

2.При определении магнитных сил, магнитного потока и других величин обратите внимание на то, какое магнитное поле рассматривается

взадаче – однородное или неоднородное. В первом случае используйте более простые формулы для однородного МП.

3.При решении задачи определяйте направления искомых векторов

формулы, в правой части которых записано векторное произведение векторов или б) правило буравчика и правило левой руки.

4. В том случае, если магнитное поле создается в ферромагнетике, для которого магнитная проницаемость μ 1 (в отличие от картонного или воздушного сердечника, имеющего μ ≈ 1), необходимо определять величину μ по формуле, связывающей напряженность и магнитную индукцию :

При этом следует учесть, что величина магнитной индукции зависит от напряженности МП: = ( ), – и соответственно μ = ( ). Поэтому сначала вычисляют напряженность магнитного поля , которая зависит только от тока в контуре и формы и размеров контура (катушки). Затем

74

по рассчитанной величине определяют индукцию магнитного поля . По найденным значениям и вычисляют магнитную проницаемость сердечника по записанной выше формуле.

ЗАДАЧИ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ №4

401. Бесконечно длинный проводник с током = 100 А изогнут так, как показано на рис. 1. Определите магнитную индукцию поля в точке. Радиус дуги = 10 см.

402.Магнитный момент тонкого проводящего кольца = 5 А ∙ м2. Определите магнитную индукцию поля в точке А, находящейся на оси кольца радиусом = 0,1 м и удаленной от точек кольца на расстояние = 20 см (рис. 2).

403.По двум скрещенным под прямым углом бесконечно длинным

проводникам текут токи 1 = и 2 = 2 , где = 100 А. Определите

магнитную индукцию поля в точке А (рис. 3); расстояние = 10 см. 404. По бесконечно длинному проводнику, изогнутому, как показано

на рис. 4, течет ток = 200 А. Определите магнитную индукцию поля

вточке . Радиус дуги = 10 см.

405.По тонкому кольцу радиусом = 20 см течет ток = 100 А.

75

A

407. Бесконечно длинный проводник с током = 200 А изогнут так, как показано на рис. 7. Определите магнитную индукцию поля в точке. Радиус дуги = 10 см.

408. По тонкому кольцу течет ток = 80 А. Определите магнитную

на расстояние = 10 см. Угол α = π3.

410. Бесконечно длинный проводник с током = 50 А изогнут, как показано на рис. 10. Определите магнитную индукцию поля в точке ,

лежащей на биссектрисе прямого угла на расстоянии = 10 см от его вершины.

411. По двум параллельным проводникам длиной = 3,0 м каждый текут одинаковые токи = 500 А. Расстояние между проводами = 10 см.

Определите силу взаимодействия проводов.

412. По трем параллельным прямым проводам, находящимся на одинаковом расстоянии = 10 см друг от друга, текут равные токи =

расположена в одной плоскости с длинным прямым проводником так, что две ее стороны параллельны проводнику. Расстояние от провода

вертикальной оси, совпадающей с диаметром витка. Виток установили в плоскости магнитного меридиана и пропустили по нему ток = 40 А.

Какой вращающий момент нужно приложить к витку, чтобы удержать его в начальном положении? Горизонтальная составляющая индукции

магнитного поля Земли г = 2 ∙ 10−4 Тл.

415. Прямой проводник длиной = 40 см, по которому течет ток = 100 А, движется в однородном магнитном поле с индукцией = 0,5 Тл. Какую работу совершат силы, действующие на провод со стороны поля, переместив его на расстояние = 40 см, если направление

77

перемещения перпендикулярно линиям магнитной индукции и проводнику?

416. Виток радиусом = 20 см, c током = 50 А, свободно

момент второго контура перпендикулярен оси первого контура.

(на единицу длины проводника) нужно совершить, чтобы раздвинуть эти проводники до расстояния 2 = 20 см?

а подводящие провода расположены вдоль линий . По проводнику протекает ток = 50 А. Определите силу , действующую на проводник.

421.Два иона разной массы, имеющие одинаковые заряды, влетели

воднородное магнитное поле и стали двигаться по окружностям

радиусами 1 = 3 см и 2 = 1,73 см. Определите отношение масс ионов, если они прошли одинаковую ускоряющую разность потенциалов .

422. Однозарядный ион натрия прошел ускоряющую разность потенциалов = 1 кВ и влетел в однородное магнитное поле с индукцией= 0,5 Тл перпендикулярно линиям поля. Определите относительную атомную массу иона, если он описал окружность радиусом = 4,37 см.

78

423. Электрон прошел ускоряющую разность потенциалов = 800 В и, влетев в однородное магнитное поле с индукцией = 47 мТл, стал

двигаться по винтовой линии с шагом = 1 см. Определите радиус винтовой линии.

424. Альфа-частица прошла ускоряющую разность потенциалов = 300 В и, попав в однородное магнитное поле, стала двигаться по винтовой линии радиусом = 1,0 см и шагом = 4 см. Определите магнитную индукцию поля .

425.Заряженная частица прошла ускоряющую разность потенциалов

= 100 В и, влетев в однородное магнитное поле с индукцией = 0,1 Тл,

стала двигаться по винтовой линии с шагом = 6,5 см и радиусом = 1 см. Определите удельный заряд частицы : отношение заряда частицы к

еемассе.

426.Электрон влетел в однородное магнитное поле с индукцией =

200 мТл перпендикулярно линиям магнитной индукции. Определите силу эквивалентного кругового тока экв, создаваемого движением электрона в магнитном поле.

427. Протон прошел ускоряющую разность потенциалов = 1,0 кВ и влетел в однородное магнитное поле с индукцией = 20 мТл под углом= 300 к линиям магнитной индукции. Определите шаг и радиус винтовой линии, по которой будет двигаться протон в магнитном поле.

428. Альфа-частица, пройдя ускоряющую разность потенциалов , стала двигаться в однородном магнитном поле с индукцией = 50 мТл по винтовой линии с шагом = 5 см и радиусом = 1,0 см. Определите ускоряющую разность потенциалов , которую прошла альфа-частица.

429. Ион с кинетической энергией К = 1 кэВ влетел в однородное магнитное поле с индукцией = 20 мТл и стал двигаться по окружности. Определите магнитный момент эквивалентного кругового тока.

430. Ион движется по окружности в магнитном поле с индукцией = 0,01 Тл. Определите кинетическую энергию К иона (в электрон-вольтах), если магнитный момент эквивалентного кругового тока = 1,6 ∙

10−14 А ∙ м2.

431. Протон влетел в скрещенные под углом = 600 магнитное ( = 50 мТл) и электрическое ( = 20 кВм ) поля. Определите ускорение а* протона, если его скорость = 4 ∙ 105 мс перпендикулярна векторам и .

___________

* Ускорение определяется в момент вхождения заряженной частицы в область пространства, где локализованы однородные магнитное и электрическое поля.

79

432. Ион, пройдя ускоряющую разность потенциалов = 650 В, влетел в скрещенные под прямым углом однородные магнитное ( =

1,5 мТл) и электростатическое ( = 200 мВ) поля. Определите отношение заряда иона к его массе, если ион в этих полях движется прямолинейно.

и электрическое поля. Определите напряженность электрического поля,

( = 1 кВм ) полям. Определите ускорение альфа-частицы .

438. Протон прошел ускоряющую разность потенциалов и влетел в скрещенные под прямым углом однородные поля: магнитное ( =

5 мТл) и электрическое ( = 20 кВм ). Определите разность потенциалов ,

если протон в этих полях движется прямолинейно, а его скорость .

__________________________________

* Ускорение определяется в момент вхождения заряженной частицы в область пространства, где локализованы однородные магнитное и электрическое поля.

80