Вариант №19

3019. Четыре одинаковых заряда Q₁ = Q₂ = Q₃ = Q₄ = 40 нКл закреплены в вершинах квадрата со стороной a = 10 см. Найти силу F, действующую на один из этих зарядов со стороны трех остальных и потенциал в центре квадрата.

3044. Маленький шарик массой 100 мг и зарядом 16,7 нКл подвешен на нити. На какое расстояние надо поднести к нему снизу одноименный и равный ему заряд, чтобы сила натяжения нити уменьшилась вдвое?

3069. На расстоянии 50 см от поверхности шара радиусом 9 см, заряженного до потенциала 25 кВ, находится точечный заряд 10^–8 Кл. Какую работу надо совершить для уменьшения расстояния между шаром и зарядом до 20 см?

3094. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено стеклом (ε = 7). Расстояние между пластинами d = 5 мм, разность потенциалов U = 1 кВ. Определить: 1) напряженность поля в стекле, 2) поверхностную плотность заряда на пластинах конденсатора.

3119. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено двумя слоями диэлектриков: стекла толщиной d₁ = 0,2 см и слоем парафина толщиной d₂ = 0,3 см. Разность потенциалов между обкладками U = 300 В. Определить напряженность поля и падение потенциала в каждом из слоев.

3144. Э.д.с. батареи ε = 80 В, внутреннее сопротивление r = 5 Ом. Внешняя цепь потребляет мощность P = 100 Вт. Определить силу тока I в цепи, напряжение U, под которым находится внешняя цепь, и ее сопротивление R.

3169. Две группы из трех последовательно соединенных элементов соединены параллельно. ЭДС ε каждого элемента равна 1,2 В, внутреннее сопротивление r = 0,2 Ом. Полученная батарея замкнута на внешнее сопротивление R = 1,5 Ом. Найти силу тока I во внешней цепи.

3194. На расстоянии d = 1 см друг от друга расположены две пластины площадью S = 400 см² каждая. Водород между пластинами ионизирует рентгеновскими лучами. При напряжении U = 100 В между пластинами идет далекий от насыщения ток силой I = 2 мкА. Определить концентрацию n ионов одного знака между пластинами. Заряд каждого иона считать равным элементарному заряду.

4019. Соленоид намотан из проволоки сопротивлением r = 32 Ом. При напряжении на концах проволоки U = 3,2 В индукция внутри соленоида В = 628 мкТл. Определить число витков соленоида на единицу длины.

4044. Виток диаметром d = 10 см может вращаться около вертикальной оси, совпадающей c одним из диаметров витка. Виток установили в плоскости магнитного меридиана и пустили по нему ток силой I = 40 А. Какой вращающий момент M нужно приложить к витку, чтобы удержать его в начальном положении? Горизонтальную составляющую индукции В_г магнитного поля Земли принять равной 20 мкТл.

4069. Электрон движется по окружности в однородном магнитном поле со скоростью  = 0,8 с (с – скорость света в вакууме). Магнитная индукция В поля равна 0,01 Тл. Определить радиус окружности в двух случаях: 1) не учитывая увеличение массы со скоростью; 2) учитывая это увеличение.

4094. Проволочное кольцо радиусом r = 10 см лежит на столе. Какое количество электричества Q протечет по кольцу, если его повернуть с одной стороны на другую? Сопротивление R кольца равно 1 Ом. Вертикальная составляющая индукции В магнитного поля Земли равна 50 мкТл.

4119. Обмотка соленоида c железным сердечником содержит N = 600 витков. Длина сердечника ℓ = 40 см. Как и во сколько раз изменится индуктивность L соленоида, если сила тока, протекающего по обмотке, возрастает от I₁ = 0,2 А до I₂ = 1 А?

4144. Из тонкой проволоки массой m = 4 г изготовлена квадратная рамка. Рамка свободно подвешена на неупругой нити и по ней пропущен ток силой I = 8 А. Определить частоту  малых колебаний рамки в магнитном поле c индукцией B = 20 мТл.

4169. Сила тока в первичной обмотке трансформатора 0,5 А, напряжение на ее концах 220 В. Сила тока во вторичной обмотке 11 А, напряжение на ее концах 9,5 В. Определить КПД трансформатора.

4194. Определить намагниченность J тела при насыщении, если магнитный момент каждого атома равен магнетону Бора μ_B и концентрация атомов 6∙10²⁸ м^-3.

5019. Близорукий человек различает мелкие предметы на расстоянии не более 15 см. Определить, на каком расстоянии он сможет их хорошо видеть в очках с оптической силой – 3 дптр.

5044. На тонкий стеклянный клин падает нормально пучок лучей c длиной волны  = 500 нм. Расстояние между соседними темными интерференционными полосами в отраженном свете b = 0,5 мм. Определить угол α между поверхностями клина. Показатель преломления стекла, из которого изготовлен клин n = 1,6.

5069. На дифракционную решетку падает нормально параллельный пучок лучей белого света. Спектры третьего и четвертого частично накладываются друг на друга. На какую длину волны в спектре четвертого порядка накладывается граница ( = 780 нм) спектра третьего порядка?

5094. Пластинку кварца толщиной d = 2 мм поместили между параллельными николями, в результате чего плоскость поляризация монохроматического света повернулась на угол  = 53°. Какой наименьшей толщины d_min следует взять пластинку, чтобы поле зрения поляриметра стало совершенно темным?