Электричество. Задачник.

§1. ЗАКОН КУЛОНА.

1.   Сравнить силы гравитационного и электрического притяжения между электроном и протоном.

2. Вычислить отношение  силы электрического отталкивания двух электронов к силе их гравитационного притяжения.

3. Маленький шарик массой 0,3 г. висит на тонкой шелковой нити. Заряд шарика 10-8 Кл. На каком расстоянии от него надо расположить другой шарик зарядом 17×10-9 Кл, чтобы натяжение нити стало  в 2 раза меньше?

4. Тонкая шелковая нить выдерживает максимальную силу натяжения Т=10 мН. На этой нити подвешен шарик массой m=0,6г, имеющий положительный заряд q1=11нКл. Снизу в направлении линии подвеса к нему подносят шарик, имеющий отрицательный заряд q2=—13 нКл. При каком расстоянии z между шариками нить разорвется?

 

5.  На двух одинаковых капельках воды находится по одному лишнему электрону, причем сила электрического отталкивания  капелек уравновешивает силу их взаимного тяготения. Каковы радиусы капелек?

 

6. Найти число электронов, имеющихся на каждом из шариков массой 2г., если сила взаимного отталкивания зарядов уравновесила силу их взаимного притяжения по закону всемирного тяготения.

 

7. Два одинаковых шарика массой m, подвешенных в одной точке на нитях длиной l, после того, как им сообщили заряд, разошлись так, что угол между нитями стал прямым. Определите заряды шариков.

 

8.  Одноименные шарики, подвешенные на закрепленных в одной точке нитях равной длины, зарядили одинаковыми одноименными зарядами. Шарики оттолкнулись и угол α между нитями стал равен 60О . После погружения шариков в жидкий диэлектрик угол между нитями уменьшился: β=50О.  Найти диэлектрическую проницаемость среды. Выталкивающей силой пренебречь.

 

9. Три одинаковых точечных заряда q = 20 нКл расположены в вершинах равностороннего треугольника. На каждый заряд действует сила F = 10 мН. Найти длину а стороны треугольника.

10. Четыре одинаковых точечных заряда q = 10 нКл расположены  в вершинах квадрата  со стороной а = 10 см. Найти силу, действующую  со стороны трех зарядов на четвертый.

 

11. Одинаковые точечные заряды q1 и q2 расположены  в вершинах  равностороннего треугольника  со стороной а в однородной среде с диэлектрической проницаемостью ε .  Найти суммарную силу F, действующую на точечный заряд q3, расположенный в третьей вершине треугольника.

 

12. Два точечных заряда q1 и  q2 находятся на расстоянии  l друг от друга.  Куда надо  поместить третий заряд  q0, чтобы все заряды оказались в равновесии?.

 

13. С какой силой взаимодействуют два одинаковых маленьких шарика в вакууме, если один заряд несет заряд  +6,0×10-9 Кл, второй  -3×10-9 Кл. Расстояние между шариками 5 см.  С какой силой  будут взаимодействовать шарики, если их привести в соприкосновение, а затем удалить на прежнее расстояние?

 

14.  Два одинаковых металлических шарика с зарядами шарика с зарядами q1=9,5×10-9 Кл  и  q2=54,5×10-9 Кл находились в воздухе, на некотором расстоянии друг от друга.  Затем их на некоторое время  соединили и поместили в керосин на прежнем расстоянии. Сила взаимодействия не изменилась.  Найти диэлектрическую проницаемость  керосина.

 

15. Два одинаковых заряженных шарика подвешены на нитях равной длины в одной точке и погружены в жидкость. Плотности материалов шариков и жидкости равны ρ и ρЖ. При какой диэлектрической проницаемости жидкости угол расхождения нитей в жидкости и в воздухе будет один и тот же?

 

16. Два одинаковых заряженных шарика, подвешенных на нитях равной длины опускают в керосин. Какова должна быть плотность ρ  материала шариков, чтобы угол расхождения нитей  в воздухе и  керосине был один и тот же?  Плотность керосина ρК=0,8г/см3, относительная диэлектрическая проницаемость ε =2.

 

17. Какого значения достигнет сила притяжения между двумя одинаковыми алюминиевыми шариками массой m=10г, расположенными на расстоянии z=10м, если все электроны проводимости у первого шарика отнять и перенести на второй шарик?  Атомная масса алюминия А=24. Считать, что  на каждый атом алюминия приходится один  электрон проводимости.

 

18. С какой силой будут притягиваться два одинаковых свинцовых шарика радиусом r = 1см, расположенных на расстоянии R=1м друг от друга, если  у каждого атома  первого шарика отнять по одному электрону и все эти электроны перенести на второй шарик? Атомная масса свинца А=207, плотность ρ=11,3г/см3.

 

19.  В атоме водорода электрон вращается вокруг протона с угловой скоростью 1016рад/с. Определить радиус орбиты электрона.

 

20.  В планетарной модели атома водорода электрон вращается вокруг протона по круговой орбите R=0,5×10-8см. Определить силу взаимодействия электрона с протоном и кинетическую энергию электрона.

 

ответы:http://physics-everywhere.phyzrf.ru/elektrichestvo-otvety

 

§2 Электрическое поле. Электроемкость. Энергия электрического поля.

1.  По окружности радиусом r на одинаковом расстоянии друг от друга расположены три точечных заряда +q, —q и +q.  Определить напряженность  электрического поля а) в центре окружности; б) на середине хорды, соединяющей разноименные заряды.

2. В основании равностороннего треугольника со стороной а находятся заряды по  +q  каждый, а в вершине — заряд –q. Найти  напряженность поля в центре треугольника.

 

3. Радиус заряженной металлической сферы R=10см, потенциал сферы φ=300В. С какой плотностью σ  распределен заряд по поверхности сферы?

4. В вершинах квадрата со стороной  находятся четыре заряда q. Чему равен потенциал в центре квадрата?

5. Какова разность потенциалов между точками электростатического поля, находящегося в вакууме на расстоянии 0,4 м и 1 м от точечного заряда  2×10-9 Кл? Какая работа совершается при перемещении положительного заряда 4×10-10 Кл из первой точки во вторую?

6. Два одинаковых заряда q0=q=50 мКл находятся на расстоянии ra=1м друг от друга. Какую работу надо совершить, чтобы сблизить их до расстояния rb=0,5м?

7. В электрическом поле точечного заряда Q из точки А в точки В и С перемещали один и тот же заряд Q1 (рис.1). Сравнить работы по перемещению Q1 и обосновать ответ.

8. При переносе точечного заряда q0=10 нКл из бесконечности в точку, находящуюся  на расстоянии r=20см  от  поверхности заряженного  металлического шара, необходимо совершить работу А= 0,5 мкДж. Радиус шара R=4см. Найти потенциал  φ на поверхности шара.

9. С какой силой F притягиваются друг к другу пластины заряженного плоского  воздушного конденсатора, емкость которого равна С. Расстояние между пластинами d . Напряжение на конденсаторе U.

10. Одна пластина конденсатора закреплена неподвижно, вторая подвешена на пружине с коэффициентом жесткости k. Площадь пластин S.  На сколько удлинится пружина, если пластинам сообщить равные, но противоположные по знаку заряды Q ?  Поле между пластинами считать однородным.

11. Воздушный конденсатор емкостью С1=100пФ заполняется диэлектриком относительной диэлектрической проницаемостью    ε =3. Затем подключают последовательно второй конденсатор. При этом оказывается, что емкость  такой батареи конденсаторов снова стала С1 . Какую емкость С2 имеет второй конденсатор?

12.  Два последовательно соединенных конденсатора емкостями С1 = 2 мкФ и С2 = 4 мкФ присоединены к источнику постоянного напряжения U = 120 В. Определить напряжение на каждом конденсаторе.

 

13. Найти заряд на каждом из конденсаторов С1, С2, С3. Напряжение на участке U. (рис.2).

14. В приведенной схеме (рис.3) емкость батареи конденсаторов не изменяется при замыкании  ключа К. Определить СХ.

15. Конденсатору емкостью С =2 мкФ сообщен заряд q =1 мКл. Обкладки конденсатора соединили проводником. Найти количество теплоты Q, выделившееся в проводнике при разряде конденсатора,  и разность  потенциалов между обкладками конденсатора до разрядки.

 

16. Для точечной контактной микросварки используют разряд конденсатора. Какая энергия выделяется при разрядке конденсатора  емкостью С =800 мкФ, заряженного до напряжения   U =0,6 кВ?

 

17. Плоский конденсатор заполнен слюдой диэлектрической проницаемости  ε = 6. Расстояние между пластинами d = 2мм, площадь пластины S = 6,2 •10-3 м2.  Определить емкость конденсатора С, напряжение между обкладками U, напряженность Е  электрического поля конденсатора, его энергию, если заряд на каждой пластине q = 40 нКл.

 

18. Между вертикальными пластинами плоского воздушного конденсатора  подвешен на нити маленький шарик, несущий заряд q = 10 нКл. Масса шарика m = 6г, площадь пластин конденсатора      S = 0,1 м2. Какой заряд Q надо сообщить пластинам конденсатора, чтобы нить отклонилась от вертикали на угол  = 45 О.

19. Выразить энергию 1 эВ в джоулях.

 

20. С какой скоростью летит электрон, обладающий кинетической энергией 1эВ?

 

21. Частица, имеющая заряд q, разгоняется до энергии W и влетает в плоский конденсатор параллельно его пластинам. Заряд конденсатора Q, его емкость С, расстояние между пластинами d. Первоначально частица находится на одинаковом расстоянии от пластин. Какой длины должна быть каждая пластина, чтобы частица не упала на поверхность?

 

22.  Поток электронов, получивших свою скорость в результате прохождения разности потенциалов U = 5000 В, влетает в середину между пластинами плоского конденсатора.  Какое наименьшее напряжение нужно приложить к конденсатору, чтобы электроны не вылетали из него.  Длина пластин конденсатора  = 5 см, расстояние между ними d = 1 см.

 

23.  Пучок катодных лучей, направленный параллельно обкладкам плоского конденсатора, на пути  = 4 см отклоняется на расстояние  h = 2 мм от первоначального направления. Какую скорость   и кинетическую энергию Eк    имеют электроны в момент влета в конденсатор?  Напряженность электрического поля внутри конденсатора E = 22,5 кВ/м.

 

24. Электрон двигается по направлению силовых линий однородного поля, напряженность Е которого  0,2 В/см.  Какое расстояние он пролетит в вакууме до полной потери скорости, если его начальная скорость vO = 1000км/с? Сколько времени будет длиться этот полет?

 

                §3. ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРЧЕСКИЙ ТОК.

  1.  Через аккумулятор с внутренним сопротивлением r и ЭДС E течет ток силой I. Чему равна разность потенциалов на клеммах аккумулятора?

  2. В цепи источника тока с ЭДС =30В идет ток I=3A. Напряжение на зажимах источника U=18В. Найти внешнее сопротивление цепи R и внутреннее сопротивление источника r.

  3. Два параллельно соединенных резистора сопротивлениями R1=40 Ом и R2=10 Ом подключены к источнику тока с ЭДС E=10В. Ток в цепи I=1A. Найти внутреннее сопротивление источника и ток короткого замыкания.

  4. При подключении внешней цепи напряжение на зажимах источника с ЭДС E=30В оказывается равным U=18В. Внешнее сопротивление цепи R=6 Ом. Найти внутреннее сопротивление источника r.

  5. При замыкании источника тока на резистор сопротивлением R1=5 Ом в цепи идет ток I1=5А, а при замыкании  на резистор R2=2_Ом  идет ток I2=8А. Найти внутреннее сопротивление r и  ЭДС источника E.

  6. При замыкании источника тока на резистор сопротивлением R1=14 Ом напряжение на зажимах источника U1=28В, а при замыкании на  резистор R2=29 Ом напряжение на зажимах U2=29В.   Найти внутреннее  сопротивление r источника.

  7. К участку цепи, состоящему из сопротивлений  60,36 и 30 Ом, которые соединены параллельно,  подведено  постоянное напряжение 180 В. Найти значение тока в неразветвленной  части цепи. Чему будет равен ток, если сопротивление 36 Ом отключить?

  8. К источнику тока напряжением U=12В присоединены лампочки (рис.4). Сопротивление   участков   цепи r1r2= r3= r4= r =1,5 Ом.   Сопротивление лампочек R1=R2=R= 36 Ом. Найти напряжение на каждой лампочке.

9. Вольтметр, соединенный последовательно с сопротивлением R=10кОм , при включении в сеть с напряжением U=220В,  показывает напряжение U1=70В, а соединенный последовательно  с сопротивлением R2, показывает напряжение U2=20В. Найти сопротивление R2.

10. Вольтметр с сопротивлением R=3кОм, включенный в городскую осветительную сеть , показал напряжение U=125В. При включении  вольтметра в сеть  через сопротивление RО его показания уменьшилось до UО=115В. Найти это сопротивление.

11. Участок АВСД состоит из сопротивлений 15, 6 и 12 Ом (рис.5) Вольтметр показывает 30В.  Найти показания на остальных резисторах  и на зажимах всего участка цепи.

 

12. В схеме, изображенной на рис.6, напряжение источника тока U=200В, а сопротивление резисторов R1=60 Ом, R2= R3=30 Ом. Найти напряжение на сопротивлении R1 .

13. В цепи, представленной на рис.7, амперметр показывает ток I=0,04А, а вольтметр  —  напряжение U=20В. Найти сопротивление вольтметра RV , если сопротивление R1=10 Ом.

14. Найти сопротивление лампочки R1 по показаниям вольтметра  (U=50В) и  амперметра (I=0,5А), включенных по схеме, изображенной на рис. 8, если сопротивление вольтметра R2=40кОм.

 

15. Миллиамперметр  с пределом измерения токов I0=25мА необходимо использовать как амперметр  с пределом измерения токов I=0,5А. Какое сопротивление Rш должен иметь  шунт? Сопротивление прибора R=10 Ом.

16. Вольтметр рассчитан на измерение максимального напряжения до U1=30В .   При этом через вольтметр  идет ток I1=10мА.  Какое дополнительное сопротивление  нужно присоединить к вольтметру, чтобы им можно было измерить напряжение U=200В?

17.  Что покажет вольтметр в схеме, изображенной на рис 9? Как изменится показания  амперметра, если его и источник ЭДС поменять местами? Внутренним сопротивлением источника и амперметра пренебречь.

18. Амперметр, включенный в участок цепи, изображенный на рис.10, показывает силу тока I1=0,5А. Найти силу тока через резистор R4 .   Сопротивление резисторов R1= R4=2_Ом; R2=4_Ом, R3= R5=1_Ом. Сопротивлением амперметра пренебречь.

19. Источник тока с ЭДС E=15В и внутренним сопротивлением r=5_Ом замкнут на резистор сопротивлением R=10_Ом.  К зажимам источника подключен конденсатор  емкостью С=1мкФ. Найти заряд на конденсаторе.

20. Какова должна быть ЭДС E изображенной на рис.11, чтобы напряженность электрического поля в плоском конденсаторе была Е=2,25 кВ/м? Внутреннее сопротивление источника r=0,5_Ом, сопротивление резистора R=4,5_Ом. Расстояние между пластинами конденсатора d=0,2см.

21. До какого напряжения зарядится конденсатор С, присоединенный к источнику тока с ЭДС E=3,6В по схеме, изображенной на рис.12?  Какой заряд будет при этом на обкладках конденсатора,  если его емкость равна 2 мкФ? Внутреннее сопротивление источника r=1_Ом.

 

 

§ 4.  РАБОТА И МОЩНОССТЬ ТОКА. ЭЛЕКТРОЛИЗ.

 

1.Электромотор  имеет омическое сопротивление 2_Ом и приводится в движение  от сети напряжением 110В. Сила тока, проходящего через мотор  при его работе, 10А. Какую мощность потребляет этот мотор? Какая часть этой мощности  превращается в механическую энергию?

  1. Электродвигатель подъемного крана работает под напряжением U=300В и потребляет силу тока I=20A. Каков КПД двигателя, если груз массой m=1т  кран поднимает равномерно на высоту h= 19м  за время t=50с?

  2. Найти мощность N, выделяемую во внешней цепи из двух резисторов сопротивлением R каждый, если на резисторах выделяется одна и та же мощность как при последовательном так и при параллельном соединении. ЭДС источника тока E=12В, его внутреннее сопротивление r=2_Ом.

  3. Суммарная мощность, выделяемая на резисторах, сопротивление которых R1=10_Ом и R2=3_Ом, одинакова при последовательном и параллельном  соединении резисторов. Найдите внутреннее сопротивление  источника тока, питающего эти резисторы.

  4. Два проводника, соединенных параллельно, имеют сопротивления 4 и 8 Ом. При прохождении через них тока в первом проводнике выделяется  3 ×104 Дж теплоты. Определить какое количество теплоты выделится за это время во втором проводнике и в обоих проводниках, соединенных последовательно (при том же напряжении).

  5. К источнику тока с внутренним сопротивлением  r=0,4_Ом подключен резистор сопротивлением R=6_Ом. Во сколько раз изменится мощность, выделяемая во внешней цепи, если последовательно первому подключить еще один такой же резистор?

  6. К концам свинцовой проволоки длиной l=1м приложена разность потенциалов U=10В. Сколько времени пройдет с начала пропускания тока до момента, когда свинец начнет плавиться? Температура плавления свинца t=327OC. Начальная температура tO=20OC, среднее удельное сопротивление r=1,7×10-4Ом×см, средняя удельная теплоемкость  С=0,125Дж/г×К, плотность a=11,3г/см3. Отдачей тепла в окружающее пространство пренебречь.

  7. Н сколько изменится температура воды в сосуде, содержащем воду массой m=0,2кг, если через проводник, помещенный в него, прошел заряд q=100Кл, а к концам проводника приложено напряжение U=220В? Удельная теплоемкость воды С=4,2 кДж/кг×К.

  8. Найти мощность N нагревателя кастрюли, если в ней за время r=20мин можно вскипятить объем воды V=2л. КПД нагревателя h=70%. Удельная теплоемкость воды С=4,2 кДж/кг×К, начальная температура воды t1=20OC.

  9. Сколько времени надо нагревать на электроплитке мощностью N=600Вт при КПД h=75% лед массой m=2кг, взятый при температуре t1=-16OC, чтобы обратить его в воду, а а воду нагреть до температуры t2=100OC? Удельная теплоемкость льда Сл=2,2кДж/кг×К, воды Св=4,2 кДж/кг×К, удельная теплота плавления льда  r=0,33мДж/кг.

11 Моторы  электропривода при движении со скоростью v=54км/ч потребляют мощность N =900кВт. Кпд моторов и передающих механизмов h=80%. Найти силу тяги развиваемую моторами.

12. Найти ток в обмотке троллейбусного двигателя, развивающего силу тяги 6000Н при напряжении в сети 600В и движущегося со скоростью 54км/ч. Кпд двигателя 80%.

13. Источник тока замыкают первый раз на сопротивление R1=9_Ом, второй раз – на сопротивление R2=4_Ом. Оба раза за одно и то же время на сопротивлениях выделяется  одно и то же количество теплоты. Найти внутреннее сопротивление источника.

14. Мощность, рассеиваемая на сопротивлении R1, подсоединенном к батарее, равна W. Чему равняется ЭДС батареи, если эта мощность не изменилась при замене R1 на R2 ?

15. Генератор постоянного тока развивает ЭДС 150В и во внешнюю цепь ток 30А. Определить мощность передаваемую потребителю, мощность, развиваемую генератором, мощность потерь внутри источника и КПД источника, если внутреннее сопротивление 0,6 Ом.

16. Определить напряжение и ЭДС источника с внутренним сопротивлением 0,6_Ом, если мощность потерь внутри источника 24Вт, а сопротивление внешней цепи 12_Ом.

17. Зная, что атомная масса никеля и его валентность 2, вычислить, какая масса выделилась при электролизе, если через электролит прошел заряд 100 Кл.

18. Какова затрата электроэнергии на получение 1 кг алюминия, если электролиз ведется при напряжении 10В, а КПД всей установки составляет 80%. Атомная масса алюминия 27,  валентность n=3.

19. Сколько времени потребуется для покрытия гальваническим способом корпуса часов слоем золота толщиной 12мм при плотности тока 0,1А/дм2? Электрохимический эквивалент золота 6,8×10-7кг/Кл.

20 Определить какая мощность расходуется при электролизе раствора серной кислоты, если за 25 мин выделяется150 мг водорода, а сопротивление электролита 0,4_Ом.

21. Какое количество электричества прошло через раствор сернокислого серебра (Ag2SO4), если на катоде выделилось 16,77г чистого серебра? Атомная масса серебра – 108.

22. При покрытии слоем серебра поверхности S=50см2 понадобилось пропускать ток I=2A в течение t+5часов через раствор серебра. Найти толщину покрытия слоя серебра. Атомная масса серебра А=108, валентность n=1, плотность r=10,5г/см3.

      §5.  Магнитное поле тока. Силы Ампера и Лоренца. Электромагнитная индукция.

 

1. Замкнутый контур, по которому течет ток силой 10 А, поместили в однородное магнитное поле. Максимальный момент сил, действующий на этот контур, равен 5×10-5  Н•м. Площадь контура     1 см2. Определить индукцию магнитного поля.

 

2. Определить индукцию магнитного поля, если максимальный вращающий момент сил,   действующий на рамку площадью          S=1 см2, составляет М = 5×10-4  Н•м при силе тока    = 1 А. На рамку намотано N = 100 витков провода.

 

3.  Электрон, обладающий скоростью , попадает в однородное магнитное поле, индукция которого B составляет угол     с  . Окружность какого радиуса  будет описывать электрон? Чему равна работа силы, действующей на электрон?  По какой траектории будет двигаться электрон?

 

4.   Электрон,  прошедший ускоряющую разность потенциалов          U = 500В, попал в вакууме в однородное магнитное поле и движется по окружности радиусом R =10 см. Определить  значение индукции магнитного поля.

5.    Электрон, прошедший ускоряющую разность потенциалов 1000 В в электрическом поле, влетает в вакууме перпендикулярно к линиям индукции однородного магнитного поля. Определить  радиус окружности, по которой движется электрон в магнитном поле, если индукция поля 10-3 Тл.

 

6.  Два иона, имеющие одинаковые заряды и одинаковые кинетические энергии, но различные массы, влетели в однородное магнитное поле.  Первый ион описал дугу окружности радиусом     r1 = 3 см,  а второй  —  r2=1,5 см.  Определить отношение масс первого иона и второго.

7. Прямой проводник длиной   = 0,2м и массой  m = 5 . подвешен горизонтально  на двух невесомых нитях в однородном магнитном поле.  Магнитная индукция В = 50 мТл и перпендикулярна к проводнику. Какой ток надо пропустить через проводник, чтобы одна из нитей разорвалась, если нить разрывается  при нагрузке, равной или превышающей F = 40 мН (рис.13)?

8. Определить силу, действующую на проводник длиной  =10 см при токе  =10 A в однородном  магнитном поле индукцией В= 0,18 Тл, если угол между проводником и магнитном поле индукции  равен 30О.

9. В магнитном поле индукцией 1,4•10-2 Тл перпендикулярно к линиям индукции  со скоростью 50м/с  движется проводник длиной 40см. Определить ЭДС индукции в проводнике.

10. В проводнике длиной 10 см необходимо возбудить ЭДС индукции 1В. С какой наименьшей скоростью надо перемешать этот проводник в сильном магнитном поле  индукцией 0,2 Тл?

11. Проводник длиной 1м движется со скоростью 5 м/с перпендикулярно  к линиям индукции магнитного поля. Определить  индукцию поля, если на концах проводника возникает разность потенциалов 0,02 В.

12. Определить ЭДС индукции  на концах проводника длиной 0,2 м, пересекающего со скоростью  0,5м/с и под углом 30О однородное магнитное поле  индукцией 0,1 Тл?

13. Виток площадью  S=2см2 расположен перпендикулярно к линиям индукции однородного магнитного поля. Найти индуцируемую в витке ЭДС, если за время  Δt=0,05 с магнитная индукция равномерно убывает  от В1=0,5 Тл до В2=0,1 Тл.

14.Какой магнитный поток пронизывает каждый виток катушки, имеющей N =1000 витков, если  при равномерном  исчезновении магнитного поля  в течение времени Δt=0,1 с в катушке  индуцируется ЭДС  E =10 В?

15. Квадратная рамка со стороной а =10 см помешена в однородное магнитное поле. Нормаль к плоскости рамки  составляет с линиями магнитной индукции угол  =60О.  Найти магнитную индукцию В этого  поля,  если  в рамке при выключении поля  в течение времени Δt = 0,01с индуцируется ЭДС E = 50 мВ.

16. Плоский виток площади S = 10 см2 помещен в однородное магнитное поле перпендикулярно к линиям индукции. Сопротивление витка R =1 Ом.  Какой ток    протечет по витку, если  магнитная индукция  поля    будет    убывать со скоростью        ΔВ/Δt = 0,01 Тл/с?

17. Определить изменение магнитного потока, проходящего через катушку, если она имеет 2000 витков и за время 0,01 с в ней возникает ЭДС индукции 200 В.

18.  В катушке, содержащей 200 витков, за 0,1с магнитный поток уменьшился  от 6•10-5 Вб до 2•10-5 Вб. Определить ЭДС индукции в катушке.

19. Коротко замкнутая катушка, состоящая из N =1000 витков проволоки, помещена в магнитное поле, направленное вдоль оси катушки. Площадь поперечного сечения катушки S = 40 см2, ее полное сопротивление R = 160 Ом.  Найти мощность W джоулевых потерь, если  индукция  магнитного поля равномерно меняется со скоростью  10-3 Тл/с.

20. Проволочный виток площади S = 1 см2,   имеющий сопротивление R = 1 МОм, пронизывается однородным магнитным полем,  линии индукции которого перпендикулярны к  плоскости витка.           Магнитная      индукция             изменятся   со скоростью ΔВ/Δt = 0,01 Тл/с.   Какое количество теплоты выделяется  в витке за единицу времени?

21. В катушке индуктивностью 0,6 Гн сила тока равна 20 А. Какова энергия  магнитного поля этой катушки?  Как изменится энергия поля, если  сила тока уменьшится в 2 раза?

 

22. Найти энергию магнитного поля соленоида, в котором при силе тока 10 А возникает магнитный поток 0,5 Вб.

 

§6. ПЕРЕМЕННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК.  КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ.

 

1.    Рамка площадью S= 400 см² имеет N=100 витков и вращается в  однородном магнитном поле индукцией В=10‾² Тл, причем период вращения Т=0,1с. Определить максимальное значение ЭДС, возникшей в рамке, если ось вращения перпендикулярна к силовым линиям.

 

2.  Найти максимальный магнитный поток через прямоугольную рамку, вращающуюся в однородном магнитном поле с частотой       n = 10 с‾¹, Если амплитуда индуцируемой  ЭДС   0 =3 B.

 

3.  В сеть переменного тока действующим напряжением Uд =127 В  последовательно включены резистор сопротивлением R = 100 Ом и конденсатор ёмкостью С = 40 мкФ.  Найти амплитуду тока в цепи.

 

4. В сеть переменного  тока  действующим напряжением    Uд=120В         последовательно включен проводник сопротивлением R=15 Ом и катушка индуктивностью L = 50 мГн.  Найти частоту тока  f, если амплитуда тока в цепи I= 7A.

 

5.  Ток в первичной обмотке трансформатора I1= 0,5 A, напряжение на её концах U1 =220 B. Ток во вторичной обмотке трансформатора I2= 11 A, напряжение на её концах U2 = 9,5 B.  Найти КПД трансформатора.  Частота тока 50 Гц.

6. Первичная обмотка понижающего трансформатора с коэффициентом трансформации К=8 включена в сеть переменного тока напряжением U1= 220 B. Сопротивление вторичной обмотки R=2 Ом, ток в ней I = 3A. Найти напряжение U2 на зажимах вторичной обмотки.

 

7.  За какую часть периода Т тело, совершающее гармонические колебания, проходит путь от среднего положения до крайнего? Первую половину пути?  Вторую половину пути?

 

8. Маятник представляет собой упругий шарик, прикреплённый к концу нити, имеющей длину l . При колебаниях шарик сталкивается с упругой массивной стенкой в моменты, когда нить занимает вертикальное положение. Найти период Т колебаний маятника. Длительностью столкновения пренебречь.

 

9. На гладком горизонтальном столе лежит шар массой 0,35 кг. Шар прикреплен к пружине жесткостью 5×104 Н/м. Пуля массой  0,05 кг. Летит горизонтально со скоростью 600 м/с и не упруго ударяется в шар. Определить амплитуду колебаний, возникших после удара пули в шар. Массой пружины и сопротивлением воздуха пренебречь (рис.14).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



§10

  1. Г19.9)  Для каждой из трех схем включения реостата (рис 72), имеющего сопротивление R, построить график зависимости сопротивления цепи Ri от сопротивления r правой части реостата.

 

 

2.  (Г. 19.7) Четыре одинаковых сопротивления R  соединяют различными способами. Сколько возможных способов соединения?  Начертить их схемы. Определить эквивалентное сопротивление во всех случаях.

 

 

 

3.  (Г. 19.4)  Последовательно соединены n равных сопротивлений. Во сколько раз изменится  сопротивление цепи, если соединить их параллельно?

 

4.  (Г19.5) На сколько равных частей надо разрезать проводник, чтобы при параллельном соединении этих частей получить сопротивление в n раз меньшее?

 

5. (Г19.11) Для управления током в цепи применяются два реостата с подвижными контактами, соединенными параллельно.  причем, сопротивление  R1 = 10 R2. Какие операции надо проделать, чтобы отрегулировать ток требуемой силы?  Почему параллельное соединение двух таких реостатов лучше, чем использование одного реостата R1?

 

6. (Г.19.19.) Цепь состоит из бесконечного числа ячеек, состоящих из трех одинаковых сопротивлений r (рис. 79). Найти сопротивление этой цепи.

 

 

 

7. (К1.)  Определите сопротивление участка цепи, изображенного на рисунке, между точками С и D, если R1=2 Ом,R2=5 Ом, R3= 20 Ом, R4= 5 Ом, R5= 10 Ом.

 

 

 

 

 

 

ответ:4,1 Ом.

8.

 

 

9.   Вычислите сопротивление цепи, представленной на рисунке, если сопротивление каждого из резисторов равно 1 Ом.

 

 

 

ОТВЕТЫ:

http://physics-everywhere.phyzrf.ru/bez-rubriki/elektrichestvo-zadachi-s-otvetami

 

                        § 2. МАГНИТНЫЕ  ЯВЛЕНИЯ.

 

 

10. (К 24в2.) Полосовой магнит разделили на две равные части и получили два магнита.  Будут ли эти магниты оказывать такое же действие, как и целый магнит, из которого они изготовлены?

 

 

 

11. (ген220.44)   По витку провода течет электрический ток (рис.88).  В каком направлении повернется магнитная стрелка, помещенная в точку А?  В точку С?

 

12. (Ген. 2045).   Притягиваются или отталкиваются провода троллейбусной, когда по ним проходит электрический ток?

 

 

11. (П 1244) Намагниченный прут разломали на несколько частей.  Какие из намагниченных кусков окажутся намагниченными сильнее — находящие ближе к середине или к концам?

 

12. (ген 26.7)

 

ОТВЕТЫ:

http://physics-everywhere.phyzrf.ru/bez-rubriki/elektrichestvo-zadachi-s-otvetami

 

Обновлено: 07.05.2021 — 17:22

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *