РГР № 1. Часть 2. Электростатика. Электрический ток

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 5Следующая ⇒

Таблица вариантов (номер варианта определяется по последней цифре в шифре зачётной книжки)

Таблица 5

Перед решением задач данной контрольной работы необходимо хорошо изучить соответствующие темы курса общей физики, указанные в следующей таблице.

Таблица 6

301. Два одинаковых заряженных проводящих шарика, находящиеся в воздухе, плотность материала которых r = 1600 кг/м³, подвешены в одной точке на тонких невесомых нерастяжимых нитях одинаковой длины; при этом нити разошлись на некоторый определенный угол. Затем шарики погрузили в керосин. Определите диэлектрическую проницаемость e керосина, если угол расхождения нитей при погружении шариков в керосин остался неизменным.

302. По тонкому кольцу радиусом R = 20 см равномерно распределен электрический заряд с линейной плотностью t = 0,2 мкКл/м. Определите напряженность Е электрического поля, создаваемого распределенным зарядом в точке, находящейся на оси кольца на расстоянии h = 2 R от его центра.

303. В вершинах правильного треугольника со стороной длиной а = 10 см находятся точечные электрические заряды q ₁ = 10 мкКл, q ₂ = 20 мкКл и q ₃ = 30 мкКл. Определите силу F, действующую на заряд q ₁ со стороны двух других зарядов.

304. Электрическое поле создано двумя точечными электрическими зарядами q ₁ = 10 нКл и q ₂ = – 20 нКл, находящимися в вакууме на расстоянии d = 20 см друг от друга. Определите напряженность Е электрического поля в точке, удаленной от первого заряда на расстояние r ₁ = 30 см и от второго заряда на расстояние r ₂ = 50 см.

305. Тонкий прямой бесконечно длинный стержень равномерно заряжен с линейной плотностью t = 10 мкКл/м. Определите силу F, действующую на точечный заряд q = 10 нКл, находящийся вблизи средней части стержня на расстоянии a = 20 см, малом по сравнению с его длиной.

306. По тонкому полукольцу равномерно распределен электрический заряд q = 20 мкКл с линейной плотностью t = 0,1 мкКл/м. Определите напряженность Е электрического поля, создаваемого распределенным зарядом в точке, совпадающей с центром кольца.

307. В вершинах квадрата находятся одинаковые электрические заряды q = 0,3 нКл каждый. Какой отрицательный электрический заряд q _o нужно поместить в центре квадрата, чтобы сила взаимного отталкивания положительных зарядов была уравновешена силой притяжения отрицательного заряда?

308. Бесконечно протяженная вертикальная плоскость несет электрический заряд, равномерно распределенный с поверхностной плотностью s = 400 мкКл/м². К плоскости на тонкой невесомой нерастяжимой нити подвешен одноименно заряженный шарик массой m = 10 г. Определите электрический заряд q шарика, если нить с плоскостью образует угол a = 30°.

309. Свободные точечные электрические заряды q ₁ = 180 нКл и q ₂ = 720 нКл закреплены на расстоянии l = 60 см друг от друга. На каком расстоянии r от первого заряда на прямой, проходящей через оба заряда, находится точка, в которой нужно поместить третий точечный электрический заряд q ₃ так, чтобы система зарядов находилась в равновесии. Определите величину и знак этого заряда. Устойчивое или неустойчивое будет равновесие?

310. На отрезке тонкого прямого проводника длиной l = 10 см равномерно распределен электрический заряд с линейной плотностью t = 3 мкКл/м. Вычислите напряженность Е электрического поля, создаваемую этим зарядом в точке, расположенной на оси проводника и удаленной от ближайшего конца проводника на расстояние, равное длине этого отрезка.

311. На двух концентрических сферах радиусами R ₁ = R и R ₂ = 2 R равномерно распределены электрические заряды с поверхностными плотностями s₁ = 4s и s₂ = s, где s = 30 нКл/м² (рис. 1). Используя теорему Остроградского – Гаусса, найдите зависимость Е (r) напряженности электрического поля от координаты для трех областей: I, II и III. Вычислите напряженность Е электрического поля в точке, удаленной от центра сфер на расстояние r = 1,5 R, и укажите направление вектора Е. Постройте график зависимости Е (r).

Рис. 1

312. Две длинные тонкостенные коаксиальные трубки радиусами R ₁ = 2 см и R ₂ = 4 см несут электрические заряды, равномерно распределенные с линейными плотностями t₁ = 1 нКл/м и t₂ = –0,5 нКл/м. Пространство между трубками заполнено эбонитом. Определите напряженность E электрического поля в точках, находящихся от оси трубок на расстояниях r ₁ = 1 см, r ₂ = 3 см, r ₃ = 5 см. Постройте график зависимости Е (r).

313. На двух бесконечных параллельных плоскостях равномерно распределены электрические заряды с поверхностными плотностями s₁ = 2s и s₂ = s, где s = 80 нКл/м² (рис. 2). Используя теорему Остроградского – Гаусса и принцип суперпозиции электрических полей, найдите выражение зависимости Е (x) напряженности электрического поля от координаты для трех областей: I, II и III. Вычислите напряженность Е электрического поля в точке, расположенной слева от плоскостей (в области I), и укажите направление вектора Е. Постройте график зависимости Е (x) напряженности электрического поля от координаты x вдоль линии, перпендикулярной пластинам.

Рис. 2

314. На металлической сфере радиусом R = 10 см находится электрический заряд q = 1 нКл. Определите напряженность Е электрического поля в точках, отстоящих от центра сферы на расстояниях: 1) r ₁ = 8 см (внутри сферы); 2) r ₂ = 10 см (на поверхности сферы); 3) r ₃ = 15 см (вне сферы). Постройте график зависимости Е (r).

315. На двух коаксиальных бесконечно длинных цилиндрах радиусами R ₁ = R и R ₂ = 2 R равномерно распределены электрические заряды с поверхностными плотностями s₁ = 2s и s₂ = – s, где s = 60 нКл/м² (рис. 3). Используя теорему Остроградского – Гаусса, найдите зависимость Е (r) напряженности электрического поля от координаты для трех областей: I, II и III. Вычислите напряженность Е электрического поля в точке, удаленной от оси цилиндров на расстояние r = 1,5 R, и укажите направление вектора Е. Постройте график зависимости Е (r).

Рис. 3

316. На двух концентрических сферах радиусами R ₁ = R и R ₂ = 2 R равномерно распределены электрические заряды с поверхностными плотностями s₁ = – 4s и s₂ = s, где s = 30 нКл/м² (рис. 1). Используя теорему Остроградского – Гаусса, найдите зависимость Е (r) напряженности электрического поля от координаты для трех областей: I, II и III. Вычислите напряженность Е электрического поля в точке, удаленной от центра сфер на расстояние r = 1,5 R, и укажите направление вектора Е. Постройте график зависимости Е (r).

317. Длинный парафиновый цилиндр радиусом R = 2 см несет электрический заряд, равномерно распределенный с объемной плотностью r = 10 нКл/м³. Определите напряженность Е электрического поля в точках, равноудаленных от концов цилиндра и находящихся от оси цилиндра на расстоянии: 1) r ₁ = 1 см; 2) r ₂ = 2 см; 3) r ₃ = 3 см. Постройте график зависимости Е (r).

318. На двух бесконечных параллельных плоскостях равномерно распределены электрические заряды с поверхностными плотностями s₁ = –2s и s₂ = s, где s = 80 нКл/м² (рис. 2). Используя теорему Остроградского – Гаусса и принцип суперпозиции электрических полей, найдите выражение зависимости Е (x) напряженности электрического поля от координаты для трех областей: I, II и III. Вычислите напряженность Е электрического поля в точке, расположенной между плоскостями (в области II), и укажите направление вектора Е. Постройте график зависимости Е (x) напряженности электрического поля от координаты x вдоль линии, перпендикулярной пластинам.

319. Сплошной эбонитовый шар радиусом R = 5 см несет электрический заряд, равномерно распределенный с объемной плотностью r = 10 нКл/м³. Определите напряженность Е электрического поля в точках, отстоящих от центра шара на расстояниях: 1) r ₁ = 3 см (внутри шара); 2) r ₂ = 5 см (на поверхности шара); 3) r ₂ = 10 см (вне шара). Постройте график зависимости Е (r).

320. На двух коаксиальных бесконечно длинных цилиндрах радиусами R ₁ = R и R ₂ = 2 R равномерно распределены электрические заряды с поверхностными плотностями s₁ = – 2s и s₂ = s, где s = 60 нКл/м² (рис. 3). Используя теорему Остроградского – Гаусса, найдите зависимость Е (r) напряженности электрического поля от координаты для трех областей: I, II и III. Вычислите напряженность Е электрического поля в точке, удаленной от оси цилиндров на расстояние r = 1,5 R, и укажите направление вектора Е. Постройте график зависимости Е (r).

321. Сто (N = 100) маленьких одинаковых капель ртути, находящиеся в воздухе и заряженные до потенциала j_o = 20 В, слились в одну большую каплю. Каков потенциал j образовавшейся капли?

322. Ионы меди Cu⁺⁺ и калия K⁺ без начальной скорости в однородном электрическом поле прошли одинаковую ускоряющую разность потенциалов. Найдите отношение v₁/v₂ скоростей движения этих ионов.

323. На отрезке тонкого прямого проводника равномерно распределен электрический заряд с линейной плотностью t = 10 нКл/м. Вычислите потенциал j электрического поля, создаваемый этим зарядом в точке, расположенной на оси проводника и удаленной от ближайшего конца проводника на расстояние, равное длине этого отрезка.

324. Тонкий стержень, равномерно заряженный с линейной плотностью t == 300 нКл/м, согнут в кольцо радиусом R = 10 см. Какую работу А надо совершить силам электростатического поля, чтобы перенести точечный электрический заряд q = 5 нКл из центра кольца в точку, расположенную на оси кольца на расстоянии h = 20 см от его центра?

325. Четыре одинаковых точечных электрических заряда q = 10 нКл каждый расположены в вершинах квадрата со стороной длиной a = 10 см. Определите потенциальную энергию П системы этих зарядов.

326. Точечный электрический заряд q = 1 нКл переместился в направлении перпендикулярном тонкой бесконечно длинной равномерно заряженной нити с расстояния r ₁ = 2 см до расстояния r ₂ = 5 см; при этом силами электрического поля по перемещению заряда была совершена работа A = 50 мкДж. Определите линейную плотность t электрического заряда, распределенного на нити.

327. Электростатическое поле создается шаром радиусом R = 8 см, равномерно заряженным с объемной плотностью r = 10 нКл/м³. Определите разность потенциалов (j₁ - j₂) между двумя точками этого поля, лежащими от центра шара на расстояниях r ₁ = 10 см и r ₂ = 15 см.

328. Тонкий стержень, равномерно заряженный с линейной плотностью t == 133 нКл/м, согнут в полукольцо. Какую работу А нужно совершить силам электростатического поля, чтобы перенести точечный электрический заряд q = 6,7 нКл из центра полукольца в бесконечность?

329. Четыре тонких прямых стержня, равномерно заряженные с линейной плотностью t = 1,33 нКл/м, образуют квадрат. Определите потенциал j электрического поля в центре квадрата.

330. Протон, начальная скорость движения которого v_o = 100 км/с, влетает в однородное электрическое поле напряженностью Е = 300 В/см так, что вектор скорости совпадает с направлением линий напряженности поля. Какой путь l должен пройти протон в направлении линий поля, чтобы его скорость движения увеличилась в n = 2 раза?

331. В плоский воздушный конденсатор вдвинули плитку парафина толщиной h = 1 см, которая вплотную прилегает к его пластинам. На какую величину D d нужно увеличить расстояние между пластинами конденсатора, чтобы получить прежнюю электроемкость?

332. Уединенная металлическая сфера электроемкостью С = 10 пФ заряжена до потенциала j = 3 кВ. Определите энергию W электрического поля, заключенную в сферическом слое, ограниченном сферой и концентрической с ней сферической поверхностью, радиус которой в n = 3 раза больше радиуса сферы.

333. Конденсатор электроемкостью С ₁ = 0,2 мкФ был заряжен до разности потенциалов U ₁ = 320 В. После того как его соединили параллельно со вторым конденсатором, заряженным до разности потенциалов U ₂ = 450 В, напряжение на нем увеличилось до величины U = 400 В. Вычислите электроемкость С ₂ второго конденсатора.

334. Плоский конденсатор, между пластинами которого находится фарфор, имеет электроемкость С ₁ = 111 пФ. Конденсатор зарядили до разности потенциалов U ₁ = 600 В и отключили от источника питания. Пренебрегая трением диэлектрика о пластины конденсатора, определите работу А, которую нужно совершить, чтобы вынуть диэлектрик из конденсатора.

335. Шар радиусом R ₁ = 6 см заряжен до потенциала j₁ = 300 В, а шар радиусом R ₂ = 4 см – до потенциала j₂ = 500 В. Шары соединили металлическим проводником. Пренебрегая электроемкостью соединительного проводника, определите потенциал j шаров после их соединения.

336. Конденсатор электроемкостью C ₁ = 600 пФ зарядили до разности потенциалов U = 1,5 кВ и отключили от источника питания. Затем к конденсатору присоединили параллельно второй, незаряженный конденсатор электроемкостью С ₂ = 400 пФ. Определите энергию D W, израсходованную на образование искры, проскочившей при соединении конденсаторов.

337. Плоский конденсатор, между пластинами которого находится плотно прилегающая стеклянная пластинка, заряжен до разности потенциалов U ₁ = 100 В. Какова будет разность потенциалов U ₂, если вынуть стеклянную пластинку из конденсатора?

338. Плоский воздушный конденсатор состоит из двух круглых пластин радиусом r = 10 см каждая. Расстояние между пластинами d ₁ = 1 см. Конденсатор зарядили до разности потенциалов U = 1,2 кВ и отключили от источника питания. Какую работу А нужно совершить, чтобы, удаляя пластины друг от друга, увеличить расстояние между ними до d ₂ = 3,5 см?

339. Конденсатор электроемкостью C ₁ = 0,6 мкФ был заряжен до разности потенциалов U ₁ = 300 В и соединен со вторым конденсатором электроемкостью С ₂ = 0,4 мкФ, заряженным до разности потенциалов U ₂ = 150 В. Найдите электрический заряд D q, перетекший с пластин первого конденсатора на второй.

340. Сплошной парафиновый шар радиусом R = 10 см равномерно заряжен с объемной плотностью r = 10 нКл/м³. Определите энергию W электрического поля, сосредоточенную в самом шаре.

341. При силе тока I ₁ = 1 А во внешней цепи батареи аккумуляторов выделяется мощность Р ₁ = 10 Вт, а при силе тока I ₂ = 3 А – соответственно мощность Р ₂ = 18 Вт. Определите внутреннее сопротивление r и ЭДС Е батареи.

342. Сила тока в проводнике сопротивлением R = 3 Ом равномерно увеличивается. За время t = 8 с в проводнике выделилось количество теплоты Q = 200 Дж. Определите электрический заряд q, прошедший за это время по проводнику, если известно, что в момент времени, принятый за начальный (t _o = 0), сила тока в проводнике I _o = 0 А.

343. К источнику тока с ЭДС E = 1,5 В присоединили катушку с сопротивлением R = 0,1 Ом; при этом амперметр показал силу тока I ₁ = 0,5 А. Когда же к источнику тока присоединили последовательно еще один источник тока с такой же ЭДС, то сила тока в той же катушке оказалась I ₂ = 0,4 А. Определите внутренние сопротивления r ₁ и r ₂ соответственно первого и второго источников тока.

344. Сила тока в проводнике сопротивлением R = 12 Ом равномерно уменьшается от I _o = 5 А до I = 0 А в течение времени t = 10 с. Определите количество теплоты Q, выделившейся в этом проводнике за указанный промежуток времени.

345. К зажимам батареи аккумуляторов присоединен нагреватель. ЭДС батареи E = 24 В, ее внутреннее сопротивление r = 1 Ом. Нагреватель, включенный в электрическую цепь, потребляет мощность P = 80 Вт. Вычислите силу тока I в цепи и КПД h нагревателя.

346. Сила тока в проводнике сопротивлением R = 3 Ом равномерно увеличивается от I _o = 0 А до некоторого максимального значения в течение времени t = 10 с. За это время в проводнике выделилось количество теплоты Q = 1 кДж. Определите скорость нарастания D I /D t силы тока в проводнике.

347. В электрическую сеть с напряжением U = 100 В подключили катушку с сопротивлением R ₁ = 2 кОм и вольтметр, соединенные последовательно; при этом вольтметр показал напряжение U ₁ = 80 В. Когда катушку заменили другой, вольтметр показал напряжение U ₂ = 60 В. Определите сопротивление R ₂ другой катушки.

348. Сила тока в проводнике изменяется со временем согласно уравнению I = I _o sin w t, где амплитуда силы тока I _o = 10 А, циклическая частота w = 50 p с^-1. Найдите электрический заряд q, прошедший через поперечное сечение проводника за время t = T /2, где T - период колебания силы тока в проводнике.

349. При внешнем сопротивлении R ₁ = 50 Ом сила тока в электрической цепи I ₁ = 0,2 А, а при внешнем сопротивлении R ₂ = 110 Oм сила тока в цепи I ₂ = 0,1 А. Определите силу тока I _кз короткого замыкания источника ЭДС.

350. При выключении источника тока сила тока в электрической цепи уменьшается со временем согласно уравнению I = I _o , где начальная сила тока I _o = 10 А, коэффициент a = 500 с^-1, e - основание натуральных логарифмов. Определите количество теплоты Q, которая выделится в резисторе сопротивлением R = 5 Ом после выключения источника тока.

351. Две батареи аккумуляторов с ЭДС E₁ = E₂ = 100 В и четыре резистора с сопротивлениями R ₁ = 20 Ом, R ₂ = 10 Ом, R ₃ = 40 Ом и R ₄ = 30 Ом соединены, как показано на рис. 4. Пренебрегая внутренними сопротивлениями батарей аккумуляторов, найдите силу тока I _A, которую показывает амперметр.

Рис. 4	Рис. 5

352. Три источника тока с ЭДС E₁ = 11 В, E₂ = 4 В и E₃ = 6 В и три реостата с сопротивлениями R ₁ = 5 Ом, R ₂ = 10 Ом и R ₃ = 2 Ом соединены, как показано на рисунке 5. Пренебрегая внутренними сопротивлениями источников тока, определите силу токов I_i, текущих в каждом реостате.

353. Две батареи аккумуляторов с одинаковыми ЭДС, два резистора с одинаковыми сопротивлениями R ₁ = R ₂ = 100 Ом и вольтметр с сопротивлением R _V = 150 Ом соединены, как показано на рисунке 6. Пренебрегая внутренними сопротивлениями батареи аккумуляторов, найдите их ЭДС E₁ и E₂, если вольтметр показывает напряжение U = 150 В.

Рис. 6	Рис. 7

354. Две батареи аккумуляторов с ЭДС E₁ = 130 В и E₂ = 117 В и три резистора с сопротивлениями R ₁ = 1 Ом, R ₂ = 0,6 Ом и R ₃ = 24 Ом соединены, как показано на рисунке 7. Пренебрегая внутренними сопротивлениями батарей аккумуляторов, определите токи I_i, текущие в отдельных ветвях электрической цепи.

355. Три резистора с сопротивлениями R ₁ = 5 Ом, R ₂ = 1 Ом, R ₃ = 3 Ом и источник тока с ЭДС E₁ = 1,4 В соединены как показано на рисунке 8. Пренебрегая внутренними сопротивлениями источников тока, определите ЭДС E₂ источника тока, который надо подключить в электрическую цепь между точками A и B, чтобы через резистор с сопротивлением R ₃ протекал ток I ₃ = 1 А в направлении, указанном стрелкой.

Рис. 8	Рис. 9

356. Два гальванических элемента имеют ЭДС E₁ = 2 В и E₂ = 4 В, резистор R ₁ имеет сопротивление 0,5 Ом (см. рис. 9). На резисторе с сопротивлением R ₂ падение напряжения U ₂ = 1 В, причем ток через этот резистор направлен справа налево. Пренебрегая внутренними сопротивлениями гальванических элементов, найдите силу тока I _A, которую показывает амперметр.

357. Три батареи аккумуляторов с ЭДС E₁ = 1 В, E₂ = 3 В и E₃ = 5 В и три резистора с сопротивлениями R ₁ = 2 Ом, R ₂ = 4 Ом и R ₃ = 2 Ом соединены, как показано на рисунке 10. Пренебрегая внутренними сопротивлениями батарей аккумуляторов, определите силу тока I_i, текущего в каждой ветви электрической цепи.

Рис. 10	Рис. 11

358. Источник тока имеет ЭДС E = 2 В, резисторы имеют сопротивления R ₁ = 30 Ом, R ₂ = 45 Ом и R ₃ = 200 Ом (рис. 11). Пренебрегая внутренним сопротивлением источника тока, найдите силу токов I_i, текущих в каждой ветви мостика Уитстона, если гальванометр показывает силу тока I _г= 0 А.

359. Два гальванических элемента имеют ЭДС E₁ = 2 В и E₂ = 3 В, резистор R ₂ имеет сопротивление 1,5 кОм, сопротивление амперметра R _A = 0,5 кОм (см. рис. 12). На резисторе с сопротивлением R ₁ падение напряжения U ₁ = 1 В, причем ток через этот резистор течет сверху вниз. Пренебрегая внутренними сопротивлениями гальванических элементов, найдите силу тока I _A, которую показывает амперметр.

360. Два источника тока с ЭДС E₁ = 4 В и E₂ = 3 В и три резистора с сопротивлениями R ₁ = 2 Ом, R ₂ = 6 Ом и R ₃ = 1 Ом соединены, как показано на рисунке 13. Пренебрегая внутренними сопротивлениями источников тока, определить силу тока I ₃ в резисторе с сопротивлением R ₃ и падение напряжения U ₃ на концах этого резистора.

Рис. 12	Рис. 13

361. По тонкому прямому проводу длиной l = 500 м течет ток I = 20 А. Определите суммарный импульс p электронов в проводе.

362. В металле концентрация свободных электронов n = 10²⁹ м^-3. Определите среднее число á z ñ соударений, которые испытывает свободный электрон с ионами кристаллической решетки металла за время t = 1 с, если удельная проводимость металла g = 10 МСм/м.

363. Термопара состоит из резистора с сопротивлением R = 4 Ом и гальванометра с сопротивлением R _г = 80 Ом. При разности температур спаев D t = 50°С сила тока в электрической цепи I = 26 мкА. Определите постоянную a термопары.

364. В медном проводнике длиной l = 2 м и площадью поперечного сечения S = 0,4 мм² течет электрический ток; при этом за время t = 1 с выделяется количество теплоты Q = 0,35 Дж. Определите число N электронов, которое проходит за это время через поперечное сечение проводника.

365. Металлический стержень длиной l = 10 м движется поступательно вдоль своей оси со скоростью v = 200 м/с. Определите электрический заряд q, который протечет через гальванометр, подключенный с помощью неподвижного проводника к концам стержня при его резком торможении, если сопротивление всей электрической цепи, включая цепь гальванометра, R = 10 мОм.

366. Термопара медь – константан с постоянной a = 43 мкВ/К и резистор с сопротивлением R = 5 Ом присоединена к гальванометру, сопротивление которого R _г = 100 Ом. Один спай термопары погружен в тающий лед, а другой – в горячую жидкость. Определите температуру t этой жидкости, если сила тока в электрической цепи I = 37 мкА.

367. При прохождении по алюминиевому проводнику объемом V = 10 см³ постоянного электрического тока за время t = 5 мин в нем выделилось количество теплоты Q = 2,3 кДж. Определите напряженность Е электрического поля в проводнике.

368. Металлический диск радиусом R = 0,5 м вращается равномерно с угловой скоростью w = 10⁴ рад/с относительно неподвижной оси, перпендикулярной плоскости диска и проходящей через его центр. Диск включен в электрическую цепь при помощи скользящих контактов, касающихся оси диска и его окружности. Определите разность потенциалов U между центром диска и его крайними точками.

369. Термопара висмут – железо с постоянной a = 92 мкВ/К и сопротивлением R = 5 Ом присоединена к гальванометру, сопротивление которого R _г = 110 Ом. Какую силу тока I в электрической цепи показывает гальванометр, если температура холодного спая термопары t ₁ = 0 °С, а температура горячего спая t ₂ = 100 °С?

370. В медном проводнике плотность электрического тока j = 10 А/см². Определите удельную тепловую мощность w электрического тока.

371. При электролизе раствора медного купороса (CuSO₄) в течение времени t = 1 ч при силе тока I ₂ = 1 А на катоде выделилась медь массой m ₁ = 1,66 г. Определите коэффициент полезного действия h установки.

372. Посередине между электродами ионизационной камеры, расстояние между которыми d = 4 см и разность потенциалов U = 5 кВ, двигаясь параллельно электродам, пролетела a-частица и образовала на своем пути цепочку ионов. Через какое время t после пролета a-частицы ионы достигнут электродов, если подвижность ионов обоих знаков b = 2 см²/(В×с)?

373. Температура вольфрамового катода электронной лампы увеличилась от Т ₁ = 2000 К до Т ₂ = 2500 К. Определите, как и во сколько раз изменится при этом плотность тока насыщения.

374. При электролизе сульфата никеля (NiSO₄) плотность тока, протекающего через электролит, j = 10 А/м². Какое число N атомов никеля выделится на поверхности катода площадью S = 1 см² за время t = 5 мин?

375. Расстояние между пластинами плоского конденсатора d = 1 см, площадь каждой пластины S = 100 см². Определите силу тока насыщения I _нас между его пластинами, если известно, что под действием внешнего ионизатора в объеме V _o = 1 см³ пространства между пластинами конденсатора за время t = 1 с образуется число N = 10⁸ пар ионов, каждый из которых несет один элементарный заряд.

376. В электронной лампе при температуре вольфрамового волоска катода T = 2000 К сила тока насыщения I _нас = 2,86 мкА. Для вольфрама эмиссионная постоянная C = 6,02·10⁵ А/(м²×К²). Определите диаметр d волоска катода, если его длина l = 2 см.

377. При электролизе водного раствора медного купороса (CuSO₄) плотность электрического тока, протекающего через электролит, j = 80 А/м². Определите скорость u (в мкм/ч) равномерного нарастания слоя меди на плоской поверхности металлической пластинки при электролизе.

378. Воздух между пластинами плоского воздушного конденсатора электроемкостью С = 6,6 пФ ионизируется внешним ионизатором, и при напряжении U = 450 В сила тока, текущего между пластинами конденсатора, I = 7 мкА. Заряд каждого иона равен элементарному заряду. Определите концентрацию n ионов между пластинами конденсатора, если насыщение не имеет места.

379. В электронной лампе при увеличении термодинамической температуры металлической нити накала от T ₁ = 2380 К до Т ₂ = 2381 К плотность тока насыщения увеличивается на n = 1 %. Определите работу выхода А электрона из металла.

380. При электролизе водного раствора нитрата серебра (AgNO₃) была израсходована электрическая энергия W = 2,1 кДж; при этом на катоде выделилось серебро массой m = 500 мг. Определите разность потенциалов U между электродами, если коэффициент полезного действия установки h = 85 %.

Вопросы для самоконтроля. РГР № 1. Часть 2.

1. Закон Кулона. Закон сохранения электрического заряда. Дискретность заряда.

2. Напряженность электрического поля.

3. Поток вектора напряженности электрического поля. Теорема Остроградского - Гаусса.

4. Работа по перемещению заряда в электрическом поле. Потенциал, разность потенциалов.

5. Связь напряженности электрического поля с разностью потенциалов.

6. Электроемкость, конденсаторы.

7. Энергия электрического поля.

8. Характеристики электрического тока. Закон Ома, закон Джоуля - Ленца.

9. Электродвижущая сила источника тока.

10. Мощность и к. п. д. источника тока.

11. Разветвленные электрические цепи. Правила Кирхгофа.

12. Электрический ток в металлах. Классическая теория электропроводности металлов. Контактные явления в металлах.

13. Электрический ток в жидкостях, газах и вакууме.

Контрольная работа № 2

Электромагнетизм

Таблица вариантов

(номер варианта определяется по последней цифре в шифре зачётной книжки)

Таблица 7

Перед решением задач данной контрольной работы необходимо хорошо изучить соответствующие темы курса общей физики, указанные в следующей таблице.

Таблица 8

401. По двум бесконечно длинным тонким прямым параллельным проводникам текут токи I ₁ = 20 А и I ₂ = 30 А в одном направлении. Расстояние между проводниками d == 10 см. Вычислите магнитную индукцию В в точке, удаленной от обоих проводников на одинаковое расстояние r = 10 см.

402. Тонкий бесконечно длинный прямой провод согнут под прямым углом. По проводу течет ток I = 100 А. Вычислите магнитную индукцию В в точках, лежащих на биссектрисе угла и удаленных от вершины угла на расстояние а = 10 см.

403. Радиус тонкого проводящего кольца R = 0,2 м. Определите силу тока I, текущего по кольцу, если известно, что в точке, равноудаленной от всех точек кольца на расстояние r = 0,3 м, индукция однородного магнитного поля B = 20 мкТл.

404. По двум тонким бесконечно длинным прямым параллельным проводникам текут токи I ₁ = 10 А и I ₂ = 5 А в одном направлении. Расстояние между проводниками d = 30 см. На каком расстоянии r от первого проводника на прямой, проходящей через оба проводника, напряженность Н магнитного поля равна нулю?

405. По тонкому проводу, изогнутому в виде прямоугольника со сторонами длиной а = 30 см и b = 40 см, течет ток I = 60 А. Определите магнитную индукцию В в точке пересечения диагоналей прямоугольника.

406. По тонкому бесконечно длинному прямому проводу течет ток I = 10 А. Определите магнитную индукцию В поля, создаваемого отрезком провода длиной l = 20 см в точке, равноудаленной от концов отрезка и находящейся на расстоянии a = 4 см от его середины.

407. По двум тонким бесконечно длинным прямым параллельным проводам текут токи I ₁ = 50 А и I ₂ = 100 А в противоположных направлениях. Расстояние между проводами d = 20 см. Определите магнитную индукцию В в точке, удаленной на расстояние r ₁ == 25 см от первого и на расстояние r ₂ = 40 см от второго провода.

408. В центре кругового витка с током радиусом R = 8 см напряженность однородного магнитного поля Н _o = 30 А/м. Определите напряженность Н однородного магнитного поля на оси этого витка в точке, расположенной на расстоянии h = 6 см от его центра.

409. Круговой виток радиусом R = 30 см расположен относительно тонкого бесконечно длинного прямолинейного провода так, что его плоскость параллельна проводу. Перпендикуляр, восстановленный на провод из центра витка, является нормалью к плоскости витка. Рас

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться:

Познавательные статьи:



Как правильно слушать собеседника

Типичные ошибки при выполнении бросков в баскетболе

Принятие христианства на Руси и его значение

Средства массовой информации США