Главная | Обратная связь

Контрольная работа 3

Таблица вариантов для специальностей, учебными планами

которых предусмотрено по курсу физики шесть контрольных работ

 

Ва- риант	Номера задач

 

Таблица вариантов для специальностей, учебными планами

которых предусмотрено по курсу физики четыре контрольных работ

 

Ва риант	Номера задач
		\334

301.Точечные заряды Q₁ =20 мкКл, Q₂ =-10 мкКл находятся на расстоянии d = 5 см друг от друга. Определить напряженность поля в точке, удаленной на r₁ = 3 см от первого и на r₂ = 4 см от второго заряда. Определить также силу F, действующую в этой точке на точечный заряд Q = 1 мкКл.

302.Три одинаковых точечных заряда Q₁ = Q₂= Q₃ =2 нКл находятся в вершинах равностороннего треугольника со сторонами а =10см. Определить модуль и направление силы F, действующей на один из зарядов со стороны двух других.

303.Два положительных точечных заряда Q и 9Q закреплены на расстоянии d =100 см 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.

304.Два одинаково заряженных шарика подвешены в одной точке на нитях одинаковой длины. При этом нити разошлись на угол α. Шарики погружают в масло. Какова плотность ρ масла, если угол расхождения нитей при погружении в масло остается неизменным? Плотность материала шариков ρ₀ = 1,5· 10³ кг/.м³, диэлектрическая проницаемость масла ε =2,2.

305.Четыре одинаковых заряда Q_l = Q₂=Q_{3 =}Q₄ = 40кНл закреплены в вершинах квадрата со стороной а=10см. Найти силу F, действующую на один из этих зарядов со стороны трех остальных.

306.Точечные заряды Q₁=30 мкКл и Q₂ =20 мкКл находятся на расстоянии d = 20 см друг от друга. Определить напряженность электрического поля Е в точке, удаленной от первого заряда на расстояние r₁ = 30 см, а от второго на r₂ = 15 см.

307.В вершинах правильного треугольника со стороной а = 10 см находятся заряды Q₁ = 10 мкКл, Q₂ = 20 мкКл и Q₃=30 мкКл, Определить силу F, действующую на заряд Q₁ со стороны двух других зарядов.

308.В вершинах квадрата находятся одинаковые заряды Q₁= =Q₂=Q₃=Q₄ = 8-l0 ^-10 Кл. Какой отрица­тельный заряд Q нужно поместить в центре квадрата, чтобы сила взаимного отталкивания положительных зарядов была уравновешена силой притяжения отрицательного заряда?

309.На расстоянии d = 20 см находятся два точечных заряда: Q₁ = -50 нКл и Q₂ = 100 нКл. Определить силу F, действующую на заряд Q₃ =-10 нКл, удаленный от обоих зарядов на одинаковое расстояние, равное d.

310. Расстояние d между двумя точечными зарядами Q₁ =2нКл Q₂ = 4 нКл равно 60 см. Определить точку, в которую нужно поместить третий заряд Q₃ так, чтобы система зарядов находилась в равновесии. Определить заряд Q₃ и его знак. Устойчивое или неустойчивое будет равновесие?

311.Тонкий стержень длиной l = 20 см несет равномерно распределенный заряд τ = 0,1 мкКл. Определить напряженность Еэлектрического поля, создаваемого распределенным зарядом в точке А, лежащей на оси стержня на расстоянии а = 20 см от его конца.

312.По тонкому полукольцу радиуса R = 10 см равномерно распределен заряд с линейной плотностью τ = 1 мкКл/м. Определить напряженность Е электрического поля, создаваемого распределенным зарядом в точке О, совпадающей с центром кольца.

313.Тонкое кольцо несет распределенный заряд Q = 0,2 мкКл. Определить напряженность Е электрического поля, создаваемого распределенным зарядом в точке A, равноудаленной от всех точек кольца на расстояние r = 20 см. Радиус кольца R =10 см.

314.Треть тонкого кольца радиуса R =10 см несет распределенный заряд Q = 50нКл. Определить напряженность Е электрического поля, создаваемого распределенным зарядом в точке О, совпадающей с центром кольца.

315. Бесконечный тонкий стержень, ограниченный с одной стороны, несет равномерно распределенный заряд с линейной плотностью τ = 0,5 мкКл/м. Определить напряженность Е электрического поля, создаваемого распределенным зарядом в точке А, лежащей на оси стержня на расстоянии а = 20 см от его начала.

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

317. По тонкому полукольцу равномерно распределен заряд

Q =20 мкКл с линейной плотностью τ =0,1 мкКл/м. Определить напряженность Е электрического поля, создаваемого распределенным зарядом в точке О, совпадающей с центром кольца.

318. Четверть тонкого кольца радиусом R =10 см несет равномерно распределенный заряд Q = 0,05мкКл. Определить напряженность Е электрического поля, создаваемого распределенным зарядом в точке О, совпадающей с центром кольца.

319. По тонкому кольцу равномерно распределен заряд Q = 10 нКл с линейной плотностью τ =0,01 мкКл/м. Определить напряженность Е электрического поля, создаваемого распределенным зарядом в точке A, лежащей на оси кольца и удаленной от его центра на расстояние, равное радиусу кольца.

320. Две трети тонкого кольца радиусом R = 10 см несут равномерно распределенный с линейной плотностью τ = 0,2 мкКл/м заряд. Определить напряженность Е электрического поля, создаваемого распределенным зарядом в точке О, совпадающей с центром кольца.

321. На двух концентрических сферах радиусом R и 2R равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями σ₁ и σ₂ (рис. 24). Требуется: 1) используя теорему Остроградского-Гаусса, найти зависимость Е(r) напряженности электрического поля от расстояния для трех областей: /, // и ///. Принять σ₁ = 4 σ, σ₂= σ; 2) вычислить напряженность Е в точке, удаленной от центра на расстояние r, и указать направление вектора Е.
Принять σ = 30 нКл/м², r = 1,5R; 3) построить график Е(r ).

322.См. условие задачи 321. В п.1 принять σ₁ = σ, σ₂ =- σ. В п. 2 принять σ = 0,1 мкКл/м², r =3.

323.См. условие задачи 321. В п. 1 принять σ₁ =-4 σ, σ₂ = σ. В п. 2 принять σ =50 нКл/м², r =1,5R.

324.См. условие задачи 321. В п. 1 принять σ₁ =-2 σ, σ₂ =σ. В п.2 принять σ =0,1 мкКл/м², r=3R.

325.На двух бесконечных параллельных плоскостях равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями σ₁ и σ₂ (рис. 25)

 

Требуется: 1) используя теорему Остроградского-Гаусса и принцип суперпозиции электрических полей, найти выражение Е(х) напряженности электрического поля в трех областях: /, // и ///.Принять σ₁=2 σ, σ₂=σ; 2)вычислить напряженность Е поля в точке, расположенной слева от плоскостей, и указать направление вектора Е; 3)построить график E(х).

326.См. условие задачи 325. В п. 1 принять σ₁ =-4 σ, σ₂ =2 σ. В п. 2 принять σ =40 нКл/м² и точку расположить между плоскостями.

327.См. условие задачи 325. В п. 1 принять σ₁ =σ, σ₂ =-2 σ. В п. 2 принять σ = 20 н'Кл/м² и точку расположить справа от плоскостей.

328.На двух коаксиальных бесконечных цилиндрах радиусами R и 2R равномерно распре­делены заряды с поверх­ностными σ₁ и σ₂ (рис. 26).

 

 

Требуется: 1) используя теорему Остроградского-Гаусса: найти зависимость Е(r) напряженности электрического поля от расстояния для трех областей: I, II и III. Принять σ₁=-2σ, σ₂ = σ; 2) вычислить напряженность E в точке, удаленной от оси цилиндров на расстояние r, и указать направление вектора E. Принять σ =50 нКл/м², r = 1,5R; 3) построить график Е(r).

329.См. условие задачи 328. В п. 1 принять σ₁ = σ, σ₂=-σ. В п. 2 принять σ = 60 нКл/м², r = 3R.

330.См. условие задачи 328. В п. 1 принять σ₁ = -σ, σ₂ = 4σ. В п. 2 принять σ = 30 нКл/м², r = 4R.

331.Два точечных заряда Q₁=6 нКл и Q₂=3 нКл находятся на расстоянии d =60см друг от друга. Какую работу необходимо совершить внешним силам, чтобы уменьшить расстояние между зарядами вдвое?

332.Электрическое поле создано заряженным проводящим шаром, потенциал φ которого 300 В. Определить работу сил поля по перемещению заряда Q = 0,2mkКл из точки 1 в точку 2(рис. 27).

 

 

333. Электрическое поле создано зарядами Q₁ = 2 мкКл и Q₂ =-2 мкКл, находящимися на расстоянии а=10см друг от друга. Определить работу сил поля, совершаемую при перемещении заряда Q=0,5мкКл из точки 1 в точку 2 (рис. 28).

 

334.Две параллельные заряженные плоскости, поверхностные плотности заряда которых σ₁=2 мкКл/м² и σ₂ = -0,8 мкКл/м², находятся на расстоянии d = 0,6 см друг от друга. Определить разность потенциалов U между плоскостями.

335. Диполь с электрическим моментом р = 100 пКл·м свободно установился в свободном электрическом поле напряженностью E =200 кВ/м. Определить работу внешних сил, которую необходимо совершить для поворота диполя на угол α =180°.

336. Четыре одинаковых капли ртути, заряженных до потенциала φ = 10 В, сливаются в одну. Каков потенциал φ₁ образовавшейся капли?

337. Тонкий стержень согнут в кольцо радиусом R = 10 см. Он равномерно заряжен с линейной плотностью заряда τ = 800 нКл/м. Определить потенциал φ в точке, расположенной на оси кольца на расстоянии h =10 см от его центра.

338. Поле образовано точечным диполем с электрическим моментом р = 200 пКл·м. Определить разность потенциалов U двух точек поля, расположенных симметрично относительно диполя на его оси на расстоянии r = 40 см от центра диполя.

339. Электрическое поле образовано бесконечно длинной заряженной нитью, линейная плотность заряда которой τ = 20 пКл/м. Определить разность потенциалов U двух точек поля, отстоящих от нити на расстоянии r₁ = 8 см и r₂ = 12 см.

340.Тонкая квадратная рамка равномерно заряжена с линейной плотностью заряда τ =200пКл/м. Определить потенциал φ поля в точке пересечения диагоналей.

341. Пылинка массой m = 200 мкг, несущая на себе заряд

Q = 40 нКл, влетела в электрическое поле в направлении силовых линий. После прохождения разности потенциалов U = 200 В пылинка имела скорость v = 10 м/с. Определить скорость v₀пылинки до того, как она влетела в поле.

342.Электрон, обладавший кинетической энергией T = 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?

343. Найти отношение скоростей ионов Cu⁺⁺ и К⁺, прошедших одинаковую разность потенциалов.

344. Электрон с энергией Т = 400 эВ (в бесконечности) движется вдоль силовой линии по направлению к поверхности металлической заряженной сферы радиусом R = 10 см. Определить минимальное расстояние а, на которое приблизится электрон к поверхности сферы, если заряд ее Q = -10 нКл.

345.Электрон, пройдя в плоском конденсаторе путь от одной пластины до другой, приобрел скорость v = 10⁵ м/с. Расстояние между пластинами d =8 мм.
Найти: 1) разность потенциалов U между пластинами; 2) поверхностную плотность заряда σ на пластинах.

346.Пылинка массой m = 5 нг, несущая на себе N = 10 электронов, прошла в вакууме ускоряющей разность потенциалов U = 1 MB. Какова кинетическая энергия Тпылинки? Какую скорость v приобрела пылинка?

347. Какой минимальной скоростью v_minдолжен обладать протон, чтобы он мог достигнуть поверхности заряженного до потенциала φ = 400 В металлического шара (рис. 29)?

 

348.В однородное электрическое поле напряженностью Е = 200 В/м влетает (вдоль силовой электрон со скоростью v_o=2 Мм/с. Определить расстояние l, которое пройдет электрон до точки, в которой его скорость будет равна половине начальной.

349.Электрическое поле создано бесконечной заряженной прямой линией с равномерно распределенным зарядом (τ = 10 нКл/м). Определить кинетическую энергию Т₂ электрона в точке 2, если в точке 1его кинетическая энергия T₁ = 200 эВ (рис. 30).

 

 

350. Электрон движется вдоль силовой линии однородного электрического поля. В некоторой точке поля с потенциалом φ₁ = 100 В электрон имел скорость V₁ = 6 Мм/с. Определить потенциал φ₂ точки поля, дойдя до которой электрон потеряет половину своей скорости.

351. Конденсаторы емкостью С₁ = 5 мкФ и С₂ =10 мкФ заряжены до напряжений U₁ = 60 В и U₂= 100 В соответственно. Определить напряжение на обкладках конденсаторов после их соединения обкладками, имеющими одноименные заряды.

352. Конденсатор емкостью C₁ = 10 мкФ заряжен до напряжения

U = 10 В. Определить заряд на обкладках этого конденсатора после того, как параллельно ему был подключен другой, незаряженный, конденсатор емкостью С₂ = 20 мкФ.

353. Конденсаторы емкостями С₁ = 2 мкФ, С₂ = 5 мкФ и С₃ = 10 мкФ соединены последовательно и находятся под напряжением U = 850 В. Определить напряжение и заряд на каждом из конденсаторов.

354. Два конденсатора емкостями С₁ = 2 мкФ и С₂ = 5 мкФ заряжены до напряжений U₁ = 100 В и U₂ = 150 В соответственно. Определить напряжение на обкладках конденсаторов после их соединения обкладками, имеющими разноименные заряды.

355. Два одинаковых плоских воздушных конденсатора емкостью С = 100 пФ каждый соединены в батарею последовательно. Определить, на сколько изменится емкость С батареи, если пространство между пластинами одного из конденсаторов заполнить парафином.

356. Два конденсатора емкостями C₁ = 5 мкФ и С₂ = 8 мкФ соединены последовательно и присоединены к батарее с ЭДС ε = 80 В. Определить заряды Q₁ и Q₂ конденсаторов и разности потенциалов U₁ и U₂ между их обкладками.

357. 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.

358.Два металлических шарика радиусами R₁ = 5 см и R₂ = 10 см имеют заряды Q₁ = 40 нКл и Q₂ =-20 нКл соответственно. Найти энергию W, которая выделится при разряде, если шары соединить проводником.

359. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено двумя слоями диэлектрика: стекла толщиной d₁ = 0,2 см и слоем парафина толщиной d₂ = 0,3 см. Разность потенциалов между обкладками U =300 В. Определить напряженность Е поля и падение потенциала в каждом из слоев.

360.Плоский конденсатор с площадью пластин S = 200 см² каждая заряжен до разности потенциалов U = 2 кВ. Расстояние между пластинами d = 2 см. Диэлектрик - стекло. Определить энергию W поля конденсатора и плотность энергии ωполя.

361.Катушка и амперметр соединены последовательно и подключены к источнику тока. К клеммам катушки присоединен вольтметр с сопротивлением r = 4 кОм. Амперметр показывает силу тока I=0,3 А, вольтметр- напряжение U = 120 В. Определить сопротивление R катушки. Определить относительную погрешность ε, которая будет допущена при измерении сопротивления, если пренебречь силой тока, текущего через вольтметр.

362. ЭДС батареи ε = 80 В, внутреннее сопротивление R₁ = 5 Ом. Внешняя цепь потребляет мощность Р = 100 Вт. Определить силу тока I в цепи, напряжение U, под которым находится внешняя цепь, и ее сопротивление R.

363. От батареи, ЭДС которой ε= 600 В, требуется передать энергию на расстояние l = 1 км. Потребляемая мощность Р = 5 кВт. Найти минимальные потери мощности в сети, если диаметр медных подводящих проводов d = 0,5 см.

364.При внешнем сопротивлении R₁ = 8 Ом сила тока в цепи

I₁ = 0,8 А, при сопротивлении R₂ = 15 Ом сила тока I₂ = 0,5 А, Определить силу тока I_к.з. короткого замыкания источника ЭДС.

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

366.Аккумулятор с ЭДС ε = 12 В заряжается от сети постоянного тока с напряжением U = 15 В. Определить напряжение на клеммах аккумулятора, если его внутреннее сопротивление R_i = 10 Ом.

367.От источника с напряжением U = 800 В необходимо передать потребителю мощность P=10кВт на некоторое расстояние. Какое наибольшее сопротивление может иметь линия передачи, чтобы потери энергии в ней не превышали 10% от передаваемой мощности?

368.При включении электромотора в сеть с напряжением U = 220 В он потребляет ток I = 5 А. Определить мощность, потребляемую мотором, и его КПД, если сопротивление R обмотки мотора равно 6 Ом.

369.В сеть с напряжением U = 100 В подключили катушку с сопротивлением R₁ = 2 кОм и вольтметр, соединенные последовательно. Показание вольтметра U₁= 80 В. Когда катушку заменили другой, вольтметр показал U₂ = 60 В. Определить сопротивление R₂ другой катушки.

370.ЭДС батареи ε = 12 В. При силе тока I=4А КПД батареи η = 0,6. Определить внутреннее сопротив­ление Ri батареи.

371. За время t = 20 с при равномерно возраставшей силе тока от нуля до некоторого максимума в проводнике сопротивлением R = 5 Ом выделилось количество теплоты Q = 4 кДж. Определить скорость нарастания силы тока, если сопротивление проводника R = 5 Ом.

372.Сила тока в проводнике изменяется со временем по закону

I =I_ое^-αt, где I₀ = 20 А, α = 10²с^-1. Определить количество теплоты, выделившееся в проводнике за время t =10^-2с.

373.Сила тока в проводнике сопротивлением R =10 Ом за время t = 50 с равномерно нарастает от I₁ = 5 А до I₂ = 10 А. Определить количество теплоты Q, выделившееся за это время в проводнике.

374.В проводнике за время t = 10 с при равномерном возрастании силы тока от I₁ = 1А до I₂ = 2 А выделилось количество теплоты Q = 5 кДж. Найти сопротивление R проводника.

375.Сила тока в проводнике изменяется со временем по закону

I = I₀ sinωt. Найти заряд Q, проходящий через поперечное сечение проводника за время t, равное половине периода T, если начальная сила тока I₀ = 10 А, циклическая частота ω = 50πс^-1.

376. За время t = 10 с при равномерно возрастающей силе тока от нуля до некоторого максимума в проводнике выделилось количество теплоты Q = 40 кДж. Определить среднюю силу тока <I > в проводнике, если его сопротивление R =25 Ом.

377.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.

378.Определить количество теплоты Q, выделившееся за время t = 10 с в проводнике сопротивлением R= 10 Ом, если сила тока в нем, равномерно уменьшаясь, изменилась от I₁ = 10 А до I₂ = 0.

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

380.Сила тока в цепи изменяется со временем по закону I =I₀ e^-αt. Определить количество теплоты, которое выделится в проводнике сопротивлением R = 20 Ом за время, в течение которого ток уменьшится в е раз. Коэффициент α принять равным 2·10^-2с^-1.