 |
|
СТАТИКА. ГИДРОСТАТИКА.
В С 5.1.Груз массой 4кг подвешен на шнурах. АД=100см, СД=СВ=
200см. Каковы силы упругости шнуров АД и СД?
А Д
5.2. На наклонной плоскости длиной 5м и высотой 3м находится груз массой 400кг. Какую силу 1) параллельно; 2) перпендикулярно плоскости надо приложить, чтобы груз удержался в покое, коэффициент трения равен 0,2.
5.3. Балка длиной 10м своими концами опирается на две опоры. На расстоянии 2м от края балки лежит груз массой 5т. Определить вертикальные силы реакции опор, если масса балки 10т.
5.4. Труба массой 2100т и длинной 16м лежит на опорах, расположенных на расстоянии 4м и2м от ее концов. Какую наименьшую силу надо приложить, чтобы приподнять трубу: а) за левый край; б) за правый край?
5.5. Рабочий поднимает с Земли за один конец однородную доску массой 40кг так, что доска образует с горизонтом угол 30 градусов. Какую силу перпендикулярно доске прикладывает рабочий, удерживая доску в этом положении?
5.6. Верхний конец лестницы опирается о гладкую вертикальную стену, а нижний стоит на полу. Коэффициент трения равен 0,5. При каком угле наклона к горизонту лестница будет в равновесии?
5.7. Однородный стержень массой 5кг опирается о гладкую вертикальную стену и шероховатый пол, образуя с ним угол 60 градусов. Чтобы сдвинуть этот стержень понадобилась горизонтальная сила 20Н. Определить коэффициент трения.
к задаче 5.7. к задаче 5.8.
С
F А
60 В
5.8. Нижний конец стержня АВ укреплен шарнирно. К верхнему концу А привязана веревка АС, удерживая стержень в равновесии. Определить силу натяжения веревки, если сила тяжести стержня Р. Известно: угол АВС равен углу ВСА. Угол САВ равен 90 градусов.
5.9. Однородные половины стержня длиной 30см сделаны одна из железа, другая из алюминия. Площади поперечного сечения обоих половин одинаковы . Где находится центр тяжести стержня?
5.10. На какой глубине находится подводная лодка, если на крышу выходного люка площадью 3·103см2 вода давит с силой 1,2·106Н?
5.11. Нижнее основание полого цилиндра закрывают легкой пластинкой и погружают в воду до глубины 37см . С какой силой вода прижимает пластинку, если ее площадь 100см2 .Какой минимальной высоты столбик масла надо налить в цилиндр, чтобы пластина отпала?
5.12. В сообщающиеся сосуды наливают ртуть, а затем в правое колено поверх ртути столбик исследуемой жидкости высотой 15см. Верхний уровень ртути в левом колене на 1см выше, чем в правом. Определить плотность исследуемой жидкости.
5.13. В U- образную трубку наливают ртуть, а поверх нее в одно колено – воду, а в другое – масло. Уровни ртути в обоих коленах одинаковы. Определить высоту столбика воды, если высота столба масла 20см.
5.14. Какова сила натяжения веревки при равномерном подъеме из воды свинцовой отливки объемом 2дм3?
5.15. На одной чаше весов лежит кусок серебра массой 10,5кг, а на другой кусок стекла массой 13кг. Какая чашка перетянет при погружении весов в воду?
5.16. Полый цинковый шар с наружным объемом 200см3 плавает в воде. Погрузившись наполовину. Найти объем полости.
5.17. Вес куска мрамора в керосине 3,8Н. Определить его вес в воздухе. Выталкивающей силой воздуха пренебречь.
5.18. малый поршень гидравлического пресса за один ход опускается на расстояние 0,2 м. а большой поднимается на 0,01м. С какой силой F2 действует на зажатое в нем тело, если на малый поршень действует сила F1=500Н?
5.19. Гидравлический подъемник поднимает автомашину массой 2·103кг. Сколько ходов совершает малый поршень за 1 мин, если за один ход оно опускается на 25см? Мощность двигателя подъемника 250Вт , КПД-25%Площадь поршней 100см2 и 2·103 см2
5.20. Жидкость течет по горизонтально расположенной трубе переменного сечения. Сравнить значения скоростей и давлений жидкости на стенки сосуда в сечениях S1, S2, S3.
МКТ
6.1. Какой процесс произошел с газом? Каким уравнением
Р Описывается данный процесс? Сравнить температуры
1 2 При данном переходе масса не изменяется.
0 V
6.2. Сравнить объемы при данном процессе. Ответ обосновать. Р 1 Масса не изменяется
0 Т
6.3. Как изменилось давление и плотность газа?
V 1 Ответ обосновать. Масса не изменяется .
0 Т
6.4. Как и во сколько раз изменится температура газа при переходе
Р из состояния 1 в состояние 2. Р1=2Р2; V2 =3V1 .
Р1
Р2
0 V1 V2 V
6.5. Параметры начального состояния идеального газа Р1,V1, Т1. Газ изохорно охлаждается до Т2= 0,5Т1, затем изотермически сжимается до первоначального давления. Начертите график данного перехода в координатах Р-Т. Для каждого процесса записать уравнение.
6.6. Указать процессы, которые последовательно проходит газ
V при данном переходе. Записать газовые законы для каждого
4 перехода. Начертите график данного перехода в координатах Р-V.
0 1 Т
3 2
6.7.
Р Указать процессы, которые последовательно проходит газ
4 при данном переходе.
3 2 Записать газовые законы для каждого перехода.
0 1 Т Начертите график данного перехода в координатах Р-V, V –Т.
6.8. Сколько молекул кислорода содержится в колбе объемом 1см3 при нормальных условиях?
6.9. При 27градусах по Цельсию и давлении 105Па в комнате находится 2,45·1027 молекул воздуха. Вычислить объем комнаты.
6.10. В шаре диаметром 20см находится 7г воздуха. До какой Т можно нагреть этот шар, если максимальное давление, которое выдерживают стенки шара, 0,3МПа?
6.11. Воздух в сосуде объемом 5л находится при температуре 27 градусов по Цельсию под давлением 2МПа. Какую массу воздуха выпустили из сосуда, если давление в нем упало до 1МПа, а температура понизилась до 17 градусов по Цельсию?
6.12. В баллоне объемом 10л находится гелий под давлением 106Па при температуре 37 градусов по Цельсию. После того, как из баллона взяли 10г гелия, температура понизилась до27 градусов по Цельсию. Определить давление гелия, оставшегося в баллоне.
6.13. В сосудах объемами 5л и 7л находится воздух под давлением 2·105Па и 105Па. Температура в обоих сосудах одинакова. Какое давление установится, если сосуды соединить между собой. Температура не изменяется.
6.14. Идеальный газ находится под давлением 2·105Па при 27градусах по Цельсию . Вследствие изобарного расширения V газа увеличился в 3 раза. Далее газ изотермически сжимают до первоначального V. Определить конечное давление и температуру газа. Начертите график данного процесса в координатах Р-V, Р-Т.
6.15. Азот массой 7г находится под давлением 0,1МПа и температуре 290К. Вследствие изобарного нагревания азот занял объем 10л. Определить объем газа до расширения и Т газа после расширения, плотность газа до и после расширения.
6.16. В баллоне находится некоторое количество газа при давлении 1атм. При открытом вентиле баллон был нагрет, после чего вентиль закрыли и газ остыл до 10 градусов по Цельсию, а давление в баллоне упало до 0,7 атм.На сколько градусов при этом охладился баллон?
6.17. В цилиндре с площадью основания 250см2 находится 1г азота, сжатого невесомым поршнем, на котором лежит гиря массой 5кг. Насколько увеличится V газа? Атмосферное давление равно 1 атм.
6.18. В запаянной с одного конца стеклянной трубке, длина которого 65см. находится столбик воздуха, сдавленный сверху столбиком ртути высотой 25см, доходящим до верхнего не запаянного края трубки. Трубку медленно переворачивают, причем часть ртути выливается. Атмосферное давление 75мм.рт.ст. Какова высота столбика ртути, который остался в трубке?
6.19. Запаянная с одного конца цилиндрическая трубка длиной L , погружается в воду до тех пор, пока ее запаянный конец не останется на одном уровне с поверхностью воды. Когда температуры воздуха и воды в трубке уравнялись, оказалось, что вода в трубке поднялась на 2/3 L. Определить начальную температуру воздуха в трубке, если температура воды- Т, а атмосферное давление Р0.
6.20. Определить среднюю скорость молекул газа, плотность которого при давлении 9,86·104Па равна 8,2·102 кг/м3. Какой будет газ, если величины давления и плотности приведены для 17 градусов по Цельсию.
ТЕРМОДИНАМИКА.
7.1. Одноатомный идеальный газ переходит из состояния 1 в состояние 2.
Р Найти работу, совершенную газом при переходе, изменение
2 внутренней энергии и количество теплоты, сообщенное газу.
0 1 V Р1=105Па, Р2=2·105Па, V1=1л, V2=2л,
7.2. Идеальный одноатомный газ в первоначальном состоянии имел параметры Р1=105Па и V1=1м3. Затем газ изобарически расширили до V2=5м3 . Найти работу, совершенную газом при переходе, изменение внутренней энергии и количество теплоты, сообщенное газу.
7.3. Р1=105Па, Р2=Р3= 3·105Па, V1=V2= 1л,
Р 2 3 V3= 3л.
Найти работу, совершенную газом при переходе, количество
1 V
теплоты, поглощенной газом за цикл; количество теплоты, отданное газом за цикл; КПД.
7.4. В цилиндре под поршнем находится воздух Р1=105Па, V1=10л. Далее его состояние изменяется по замкнутому контуру:
1. V=const, Р увеличивается в 2 раза; 2. Р=const, V увеличивается в 2 раза.
3.Т=const, V увеличивается в 2 раза; 4.Р =const, воздух возвращается в исходное состояние.
Начертите график данного процесса в координатах Р-V. Указать в каких процессах воздух поглощает тепло, а в каких отдает. Определить по графику ,чему равна полезная работа за цикл. Воздух считать идеальным газом.
7.5. Идеальный одноатомный газ в количестве 1 моль совершает замкнутый цикл, состоящий из двух изохор и двух изобар. Температуры в точке1 и 3 равны.
Т1=400К, Т2=Т1, Т3=900К
Р 2 3 Указать в каких процессах воздух поглощает тепло, а в каких отдает
Найти работу, совершенную газом за цикл.
1 4 V
7.6. Гелий массой 400г изохорически нагрет от 200К до 400К, а затем изобарически до 600К . Начертите график данного процесса в координатах Р-V. Найти работу, совершенную газом при переходе, изменение внутренней энергии и количество теплоты, сообщенное газу.
7.7. Р1=4 ·105Па, Р2=105Па, V1=1л, V2=2л.
Р Найти работу, совершенную газом при переходе,
1 изменение внутренней энергии и количество теплоты,
2 полученное газом.
0 V
7.8. 1-2: адиабатное расширение;
2-3: изотермическое сжатие;
Т 3-1: изохорное нагревание.
Какую работу совершает газ в адиабатном процессе,
1 Если в процессе изохорного нагревания газу сообщили
3 2 тепло Q3-1=10кДж? Чему равен КПД цикла,
V если газ при изотермическом сжатии отдал тепло Q2-3=8кДж?
7.9. Начертите график данного процесса в координатах Р-V.
V Указать в каких процессах воздух поглощает тепло, а в
каких отдает.
Т Найти работу, совершенную газом при переходе, если
Р2=4·105Па, Р1=Р3= 105Па, V1=V2= 1л V3= 4л.
7.10. Масса идеального газа- гелия равна 40г при Т=300К охлаждается при V=const так, что Р уменьшается в 3 раза. Затем газ расширяется при Р =const так, что его Т становится равной первоначальной. Найти работу, совершенную газом при переходе, изменение внутренней энергии и количество теплоты, сообщенное газу.
7.11. При изобарном нагревании некоторого идеального газа в количестве 2 моль на 90К ему было сообщено 2,1кДж теплоты. . Найти работу, совершенную газом при переходе, изменение внутренней энергии.
7.12. Идеальный одноатомный газ объемом 1л находится под давлением 1МПа. Определить какое количество теплоты необходимо сообщить газу, чтобы:
1) V увеличить в 2 раза в результате изобарного процесса;
2) Р увеличить в 2 раза в результате изохорного процесса .
7.13. Работа расширения некоторого одноатомного газа равна 2кДж. Определить какое количество теплоты необходимо сообщить газу изменение внутренней энергии, если процесс протекал: изобарически, адиабатически.
7.14. Идеальному одноатомному газу сообщили количество теплоты 20кДж. Найти работу газа и изменение внутренней энергии, если нагревание происходило: изобарически, изохорно, изотермически.
7.15. Идеальный одноатомный газ совершил цикл Карно. Газ получил от нагревателя 5,5кДж теплоты и совершил работу 1,1кДж. Определить КПД, Т1/Т2.
7.16. Идеальный одноатомный газ совершил цикл Корно.70%количества теплоты, полученной от нагревателя, отдает холодильнику. Количество теплоты, полученное от нагревателя 5кДж. Определить КПД цикла, работу, совершенную при полном цикле.
7.17. Имеется идеальный одноатомный газ объемом 0,01м3 при давлении 0,1МПа и температуре 300К. Газ был нагрет при V=const до 320К, а после нагрет при Р=const до 350К. Найти работу, совершенную газом при переходе, изменение внутренней энергии и количество теплоты, поглощенное газом, при переходе из состояния 1 в состояние 3. Начертите график данного процесса в координатах Р-V.
7.18. В цилиндре объемом 190 см3 под поршнем находится газ, имеющий температуру 323К. Определить работу расширения газа при нагревании его на 100К, если вес поршня 1200Н, площадь 50 см3 и атмосферное давление 100кПа.
7.19. С 3 молями идеального одноатомного газа совершен цикл.
Р 2 3 Температура газа в различных состояниях: 1- 400К; 2- 800К;
1 4 3- 2400К; 4- 1200К. Определить работу газа за цикл и КПД
Т цикла. Начертите график данного процесса в координатах Р-V. 7.20. Вначале 1 моль одноатомного газа находился в изолированном сосуде с подвижной крышкой, занимая V1, при давлении Р1 и температуре 27 градусов по Цельсию. Затем его нагрели с помощью нагревателя, сообщившего газу количество теплоты 30кДж. В результате газ расширился при Р=const, нагреваясь до Т2 и занимая V2. Определить работу газа при расширении, Т2, V1/ V2.
ТЕПЛОТА.
8.1. В сосуд, содержащий 10кг воды при температуре 10 градусов по Цельсию, положили кусок льда при температуре -50 градусов по Цельсию, после чего температура образовавшейся ледяной массы оказалась -4 градусов по Цельсию. Какое количество льда m2 ,было положено в сосуд? Нарисовать диаграмму теплообмена в координатах t-Ө.
8.2. Ванну емкостью 100л необходимо заполнить водой, имеющей Ө=30 градусов по Цельсию, используя воду при 80 градусов по Цельсию и лед при температуре -20 градусов по Цельсию. Определить массу льда, который необходимо положить в ванну. Теплоемкостью ванны и потерями тепла пренебречь. Нарисовать диаграмму теплообмена в координатах t-Ө.
8.3. В теплоизолированном сосуде находится смесь воды массой 500г и льда массой 50г при при температуре 0 градусов по Цельсию. В сосуд вводится сухой насыщенный пар массой 50г при температуре 100 градусов по Цельсию. Какой будет температура смеси после установления теплового равновесия? Нарисовать диаграмму теплообмена в координатах t-Ө.
8.4. Смесь, состоящая из 5кг льда и 15кг воды при общей температуре 0 градусов по Цельсию нужно нагреть до Ө=80 градусов по Цельсию пропусканием водяного пара при температуре 100 градусов по Цельсию. Определить необходимое количество пара. Нарисовать диаграмму теплообмена в координатах t-Ө.
8.5. До какой температуры надо нагреть алюминиевый куб, чтобы он, будучи положен на лед, полностью в него погрузился?
8.6. В железном калориметре массой 0,1кг находится 0,5кг воды при температуре 15 градусов по Цельсию. В калориметр бросают свинец и алюминий общей массой 0,15кг при 100 градусов по Цельсию. В результате температура воды поднялась до Ө=17 градусов по Цельсию. Определить массы свинца и алюминия.
8.7. В калориметр, содержащий 250г воды при 15 градусов по Цельсию, брошено 20г мокрого снега. Температура в калориметре понизилась до Ө= 10 градусов по Цельсию. Сколько воды было в снеге?
8.8. С какой скоростью влетает метеорит в атмосферу Земли, Если при этом он нагревается, плавится и превращается в пар? Метеорное вещество состоит из железа. Начальная температура метеора 273 градуса по Кельвину.
8.9. Сколько потребуется каменного угля m2, чтобы расславить m1=1т серого чугуна, взятого при 50 градусов по Цельсию? КПД вагранки 60%.
8.10. Свинцовая гиря падает на Землю и ударяется о препятствие. Скорость гири при ударе 330м/с. Вычислить какая часть гири расплавится , если вся теплота, выделяемая при ударе поглощается гирей. Температура гири перед ударом 27 градусов по Цельсию.
8.1. Два одинаковых кусочка льда летят навстречу друг другу с одинаковыми скоростями и при ударе обращаются в пар. Оценить минимально возможные скорости льдинок перед ударом, если их начальная температура -12 градусов по Цельсию.
8.12. С какой высоты должен падать оловянный шарик, чтобы при ударе о Землю оно полностью расславился. Считать, что 95% энергии шарика ушло на его нагревание и плавление. Начальная температура шарика 20 градусов по Цельсию.
8.13. В снеготаялке , КПД которой 25% сожжено 2т сухих дров. Какую площадь можно освободить от снега при -5 градусах по Цельсию при сжигании такого количества топлива, если толщина снега 50см.
8.14. Какое количество снега при 0 градусов по Цельсию растает под колесами авто «Волга», если она буксует в течение 10с? На буксовку идет 1% всей ее мощности. Мощность авто 55,2кВт.
8.15. Авто прошел расстояние 120км со скоростью 72км/ч. На этом пути израсходовано 19кг бензина. Какую среднюю мощность развил авто во время пробега, если КПД 75%?
8.16. В электроплитки с КПД 84% нагревается чайник объемом 2л от 10 градусов по Цельсию до 100 градусов по Цельсию, причем выкипает m 2 =0,1 m часть воды. Теплоемкость чайника 210Дж/К. Какова мощность плитки, если нагревание воды длилось 40мин?
8.17. Сколько времени надо нагревать на электрической плитке мощностью 600Вт при КПД 75% массу 2кг льда, взятого при -16 градусов по Цельсию, чтобы обратить его в воду, а воду нагреть до 100 градусов по Цельсию?
8.18. При изготовлении дроби в воду каплями льют расплавленный свинец при температуре затвердевания. Какое количество свинца было влито в воду массой 5кг, если ее температура поднялась с 15 градусов по Цельсию до Ө=25 градусов по Цельсию.
8.19. Найти количество теплоты, которое выделилось при абсолютно неупругом соударении двух шаров, движущихся навстречу друг другу. Масса первого шара 0,4кг, его скорость 3м/с, масса второго 0,2кг, скорость 12м/с.
8.20. В медный сосуд, нагретый до 350 градусов по Цельсию, положили m2= 600г льда при температуре -10 градусов по Цельсию. В результате в сосуде оказалось m3=550г льда, смешанного с водой. Найти массу сосуда.
ЭЛЕКТРОСТАТИКА.
9.1. Два одинаково заряженных шарика массой 0,5г, подвешенных в одной точке на нитях длиной 1м, разошлись так, что угол между ними стал прямым. Определить заряды шариков.
9.2. Два одинаковых заряженных шарика, находящихся на расстоянии 0,2м, притягивающихся с силой 4·10-3Н. После того, как шарики привели в соприкосновение и затем развели на прежнее расстояние, они стали отталкиваться с силой 2,25·10-3Н. Определить первоначальные заряды шариков.
9.3. Заряды 10-9Кл,- 10-9Кл и 6·10-9Кл расположены в углах правильного треугольника со стороной 20см. Каково направление силы, действующей на третий заряд. Чему она равна?
9.4. Три одинаковых заряда по 10-9Кл расположены в вершинах треугольника с катетами10см и 30см. Определить напряженность электрического поля создаваемого всеми зарядами в точке пересечения гипотенузы с перпендикуляром, опущенным на нее из вершины прямого угла.
9.5. В вершинах квадрата расположены заряды 1/3·10-9Кл,-2/3·10-9Кл, 10-9Кл,
-4/3·10-9Кл. Определить потенциал и напряженность электрического поля в центре квадрата. Диагональ квадрата 2a=20см.
9.6. Определить потенциал и напряженность электрического поля в точках В и С, находящихся от заряда 1,67·10-7Кл на расстояниях 5см и 20см. Определить работу электрических сил при перемещении заряда q0=10-9Кл из точки В в точку С.
9.7. Медный шар радиусом 0,5см помещен в масло плотностью 0,8·103кг/м3. Определить заряд шара, если в однородном электрическом поле шар неподвижно висит в масле. Электрическое поле направлено вверх и его напряженность равна 3,6·105В/м.
9.8. Два точечных заряда: 7,5нКл и -14,7нКл расположены на расстоянии 5см. Определить напряженность электрического поля в точке, находящейся на расстоянии 3см от положительного заряда и 4см от отрицательного заряда.
9.9. Два точечных заряда: 3·10-8Кл и 1,33К·л10-8Кл расположены на расстоянии 10см. Найти точку на прямой, соединяющей эти заряды, напряженность электрического поля в которой равна 0. Чему равен потенциал электрического поля в этой точке?
9.10. Два точечных заряда: 1нКл и 3нКл расположены на расстоянии 10см. В каких точках электрического поля на прямой, соединяющей эти заряды, напряженность электрического поля равна 0? Решить задачу для двух случаев: 1) заряды одноименные; 2) заряды имеют разные знаки. Вычислить потенциал точек, напряженность поля в которых равна 0.
9.11. Поле создано точечным зарядом 2·10-6Кл. При перемещении q0=-5·10-7Кл в этом поле из точки 1 в точку 2 выделяется энергия 3,75·10-3Дж. Потенциал точки 1:1500В. Каков потенциал точки 2? Каково расстояние между точками?
9.12. d L а
Q1 Q2 В А Какую работу нужно совершить для того, чтобы переместить q0=-5·10-8Кл из точки А в точку В в поле двух точечных зарядов 3нКл и -3нКл. Расстояние между зарядами 10см, расстояние от второго заряда до точки В 20см, расстояние от точки В до точки А 10см.
9.13. Два точечных заряда: 6,6·10-9Кл,1,32·10-6Кл расположены на расстоянии 10см.Какую надо совершить работу, чтобы сблизить их до расстояния 25см?
9.14. Сколько электронов содержит заряженная пылинка массой 10-11г, если она находится в равновесии между двумя горизонтальными параллельными пластинами, заряженными до разности потенциалов 16,5В? Расстояние между пластинами5мм. С каким ускорением и в какую сторону будет двигаться пылинка, если она лишится 20 электронов?
9.15. Электрон вылетает из точки А, потенциал которой 600в со скоростью 12·106м/с в направлении силовых линий поля. На каком расстоянии от точки А электрон остановится? Определить потенциал точки В электрического поля, дойдя до которой через 10-6с электрон остановится.
9.16. На шарике радиусом 2см помещен заряд : 6,4·10-12Кл. С какой скоростью подлетает к нему электрон, начавший движение из бесконечно удаленной от шарика точки?
9.17. В плоский конденсатор влетает электрон со скоростью 2·107м/с, направленной параллельно обкладкам конденсатора. Записать уравнение движения электрона по оси х, параллельной обкладкам и по оси У, перпендикулярной оси х. На какое расстояние у1 от своего первоначального направления сместится электрон за время полета в конденсаторе, если расстояние между пластинами 2см, длина пластин конденсатора 5см. Разность потенциалов между пластинами 200В?
9.18. q1 С Два точечных заряда: 2·10-6Кл,15·10-6Кл расположены на расстоянии
L + q0 40см в точках А и В. Вдоль СД параллельно АВ, на расстоянии 30см от
нее, медленно перемещается заряд q0=10-8Кл. Определить работу
q2 Д электрических сил при перемещении заряда из точки С в точку Д.
9.19. Расстояние между пластинами плоского конденсатора 4см. Электрон начинает двигаться от «-» заряженной пластины в тот момент, когда от «+» пластины начинается двигаться протон. Записать уравнения движения внутри конденсатора для электрона и протона. На каком расстоянии от «+» пластины встретятся электрон и протон?
9.20. В плоский конденсатор длиной 5см влетает электрон под углом 15 градусов к пластинам. Электрон обладает анергией 1500эВ. Расстояние между пластинами 1см. Определить разность потенциалов на пластинах конденсатора, при котором электрон при выходе из конденсатора будет двигаться параллельно пластинам.
ЭЛЕКТРОЕМКОСТЬ.
10.1. Заряд первого шара 2·10-7К, второго 10 -7Кл. Емкость шаров 2пФ и 3пФ. Определить заряды шаров после того, как их соединили проволокой.
10.2. Шар диаметром 20см заряжен зарядом 333·10-9Кл. Какой величины заряд надо дополнительно сообщить этому шару, чтобы потенциал его увеличился на 6000В? Каким окажется потенциал шара?
10.3. На одном шаре диаметром 8см находится заряд 7·10-9Кл, а на другом шаре диаметром 12см находится заряд 2·10-9Кл. Эти шары соединили проволокой. Будет ли перемещаться заряд и в каком направление, и в каком количестве?.
10.4. Заряженный шар радиусом 20см, имеющий потенциал 1000В, соединяют с незаряженным шаром длинным проводом. После соединения шаров их потенциал равен 300В Определить радиус второго шара.
10.5. Заряженный до некоторой разности потенциалов конденсатор емкостью С0 присоединили параллельно к такому же незаряженному конденсатору. Как изменится у первого конденсатора заряд, напряженность электрического поля, разность потенциалов, энергия?
10.6. Плоский воздушный конденсатор С0 зарядили от источника до некоторой разности потенциалов и он имеет заряд q0. После отключения от источника расстояние между пластинами уменьшили в 2 раза . Как изменится емкость, заряд, разность потенциалов, энергия при сближении пластин конденсатора?
10.7. В плоском заряженном конденсаторе, отключенном от источника тока, заменили эбонитовую пластину с диэлектрической проницаемостью равной 3 на фарфоровую с диэлектрической проницаемостью равной 6. Пластины плотно прилегают к обкладкам конденсатора. Как изменится емкость, заряд, разность потенциалов, энергия плоского конденсатора?
10.8. Квадратному плоскому конденсатору со стороной 10см сообщили заряд 10-9Кл.
Расстояние между пластинами 5мм. Какова емкость конденсатора, напряженность внутри конденсатора? Какая сила действует на пробный заряд 10-9Кл., расположенный между обкладками конденсатора? Как зависит эта сила от расположения пробного заряда?
10.9. Если вы зарядили себя до потенциала 15В, волоча ноги по полу, то, сколько энергии вы запасете? Вы - шар, радиус которого 50см, а площадь поверхности приблизительно равна поверхности вашего тела.
10.10. Какой заряд пройдет по проводам, соединяющий обкладки плоского конденсатора с зажимами аккумулятора, при погружении конденсатора в керосин? Площадь пластин конденсатора 150см2, расстояние между пластинами 5мм, ЭДС аккумулятора 9,42, с диэлектрической проницаемостью равной 2.
10.11. Плоский воздушный конденсатор зарядили до разности потенциалов 200В, затем отключили от источника. Какой станет разность потенциалов между пластинами конденсатора, если расстояние между ними увеличить от первоначального 0,2мм до 7мм, а пространство между пластинами заполнить слюдой с диэлектрической проницаемостью равной 7?
10.12. Конденсатор 20мкФ, заряженный до разности потенциалов 100В, соединили параллельно с заряженным до разности потенциалов 40В конденсатором, емкость которого не известна. Определить емкость второго конденсатора, если разность потенциалов на пластинах конденсаторов после соединения равна 80В ( соединяли обкладки одноименные заряды).
10.13. Конденсатор, заряженный до разности потенциалов 20В, соединили параллельно с заряженным до разности потенциалов 4В другим конденсатором, емкость которого 33мкФ. Определить С1, если разность потенциалов на пластинах конденсаторов после соединения равна 2В ( соединяли обкладки разноименные заряды).
10.14. Конденсатор емкостью 4мкФ зарядили до разности потенциалов 10В. Какой заряд будет на обкладках конденсатора, если его соединили параллельно с другим конденсатором, емкость которого 6мкФ, заряженный до разности потенциалов20В? Соединены обкладки конденсаторов , имеющие разноименные заряды.
10.15. Два одинаковых плоских воздушных конденсатора емкостью 1мкФ соединены параллельно и заряжены до разности потенциалов 6В. Какой станет разность потенциалов между пластинами конденсатора, если после отключения конденсаторов от источника у одного конденсатора расстояние между пластинами 5мм уменьшили в 2 раза. Чему равна емкость батареи конденсаторов, напряженность поля между пластинами первого и второго конденсаторов после уменьшения расстояния?
10.16. Батарея из трех последовательно соединенных конденсаторов емкостями: 100пФ, 200пФ, 500пФ присоединена к аккумулятору, который сообщил батареи заряд 33·10-9Кл. Определить разность потенциалов на каждом конденсаторе, ЭДС аккумулятора, общую емкость батареи конденсаторов
10.17. Между обкладками заряженного конденсатора плотно вдвигается пластина из диэлектрика с диэлектрической проницаемостью равной 6. Сравнить заряды конденсаторов, разности потенциалов на обкладках, емкости конденсатов, напряженности, энергии до и после внесения пластины диэлектрика. Рассмотреть случаи: 1) конденсатор отключен от источника; 2) конденсатор подключен к источнику.
10.18. Площадь пластин плоского воздушного конденсатора 0,01м2, разность потенциалов 280В, заряд пластин заряд 495·10-9Кл. Определить напряженность поля внутри конденсатора, расстояние между пластинами, скорость, которую получил электрон. Пройдя в конденсаторе путь от одной пластины до другой, энергию конденсатора, плотность энергии, , емкость конденсатора.
10.19. Площадь пластин плоского воздушного конденсатора 0,01м2, расстояние между пластинами 1мм. К пластинам конденсатора приложили разносить потенциалов 0,1кВ.Пластины раздвигают до расстояния 25мм. Определить напряженности поля внутри конденсаторов, емкости, энергию до и после раздвижения пластин, если источник напряжения перед раздвижением: 1) не отключался; 2) отключался.
10.20. Плоский конденсатор заполнен диэлектриком и на его пластины подана некоторая разность потенциалов. Его энергия равна 20мкДж. После отключения конденсатора от источника напряжения , диэлектрик вынули из него. Работа внешних сил против сил электрического поля при удалении диэлектрика равна 700мкДж. Найти диэлектрическую проницаемость.
ПОСТОЯННЫЙ ТОК.
11.1 Вольтметр рассчитан на измерение максимального напряжения 3В. Сопротивление прибора 300Ом. Число делений шкалы прибора равно 100. Какова будет цена деления шкалы прибора, если использовать его в качестве миллиамперметра?
11.2. Найти сопротивление медной проволоки массой 1кг, площадью 0,1мм2.
11.3. При включении в электрическую цепь проводника, диаметром 0,5мм и длиной 47см, напряжение 12В, сила тока 1А. Найти удельное сопротивление проводника.
11.4. Электрическая цепь состоит из трех последовательно соединенных кусков провода одинаковой длинны, сделанных из одного материала, но имеющих разные сечения: 1мм, 2мм 3мм. Напряжение на концах цепи 11В. Определить напряжение на каждом проводнике.
11.5. Амперметр показывает 0,04 А, а вольтметр 20В. Определите сопротивление вольтметра, если сопротивление проводника 1кОм.
11.6. В цепи источника тока с ЭДС 30В идет ток 3А. Напряжение на зажимах источника18В. Определить внешнее сопротивление цепи и внутреннее сопротивление источника.
11.7. В цепи, состоящей из реостата и источника с ЭДС 6В и внутреннего сопротивления 2Ом, идет ток 0,5А. Какой ток пройдет при уменьшении сопротивления реостата в 3 раза?
11.8. Два проводника из одинакового материала, имеющие одинаковую длину и разное поперечное сечение ( сечение первого в 2 раза больше второго) соединены последовательно. Сравнить сопротивления проводников. Количества теплоты, выделенного в этих проводниках при прохождении в них тока и изменение их температуры. Считать, что все выделяемое тепло идет на нагревание проводников.
11.9. Лампа подключена медными проводами к источнику с ЭДС 2В и внутренним сопротивлением источника 0,04Ом, длина проводов 4м, их диаметр 0,8мм. Напряжение на зажимах источника1,98В. Найти сопротивление лампы.
11.10. Два параллельно соединенных резистора- 40Ом и10Ом подключены к источнику с ЭДС=10В. Ток в цепа равен 1А. Определить внутреннее сопротивление источника и ток короткого замыкания.
11.11.Насколько изменится температура воды в сосуде, содержащим массу воды 0,2кг, если через проводник, помещенный в него, прошел заряд 100Кл, а к концам проводника приложено напряжение 20В?
11.12. Электропечь должна давать количество теплоты 0,1МДж за 10мин. Какова должна быть длина нихромовой проволоки ,сечения 0, , если предназначена для сети с напряжением 36В? Удельное сопротивление нихрома равно 1,2мкОм·м.
11.13. Сколько времени надо нагревать на электроплите мощностью 600Вт при КПД 75% массу льда 2кг, взятого при температуре -16 градусов по Цельсию, чтобы превратить его в воду, а воду нагреть до 16 градусов по Цельсию.
11.14. К источнику с ЭДС 120В на расстоянии 400м от него подключена лампа, рассчитанная на 120В и мощность 600Вт. Как изменится напряжение на лампе, если к ней подключить параллельно такую же лампу? Сечение 1мм2
11.15. Батарея элементов, замкнутая на сопротивление 2Ом, дает ток 1,6А. Так же батарея, замкнутая на сопротивление 1Ом, дает ток 2А. Найти мощность, теряемую внутри батареи во втором случае.
11.16. Найти мощность, выделяющуюся во внешней цепи, состоящей из двух резисторов с сопротивлением R каждый, если на резисторах выделяется одна и та же мощность. Как при последовательном, так и при параллельном соединении. ЭДС источника 6В и внутреннее сопротивление 2Ом.
11.17. Источник тока замкнутый первый раз на сопротивление 9Ом, второй раз на сопротивление 4Ом. Оба раза заодно и то же время на сопротивлении выделяется одно и то же количество теплоты. Определить внутреннее сопротивление.
11.18. При никелировании изделий в течение 2ч отложился слой никеля толщиной 0,03мм. Найти плотность тока электролиза.
11.19. Для серебрения ложек через раствор соли серебра в течение 5ч протекает ток 1А. Катодом служат 12 ложек, площадью поверхности каждая 50см2. Какой толщины слой серебра отложился на ложках?
11.20. При электролизе раствора серной кислоты расходуется мощность 37Вт. Найти сопротивление электролита, если за 50мин выделяется водород массой 0,3г.