В.И. Юшков для мт15-07, -08 Вариант № 11

1. Электрическая плитка, включенная в сеть с напряжением 220 В, вырабатывает мощность 550 Вт. С какой мощностью будет работать плитка, если ее включить в сеть с напряжением 127 В?

2. ЭДС батареи 8 В. При силе тока 2 А коэффициент полезного действия батареи равен 75%. Определить внутреннее сопротивление батареи, максимальную мощность, которая может быть получена во внешней цепи.

3. В схеме на рисунке E – батарея, ЭДС которой 20 В, R₁ и R₂ – реостаты. При выведенном реостате R₁ амперметр показывает силу тока в цепи 8 А; при введенном реостате амперметр показывает 5 А. Найти сопротивление реостатов и падение потенциалов на них, когда реостат R₁ полностью включен. Сопротивлением батареи и амперметра пренебречь.

4. В схеме, изображенной на рисунке заданы сопротивления R₁ и R₂. Определить сопротивление R, при котором рассеиваемая на нем мощность максимальна.

5. С какой силой электрическое поле заряженной бесконечной плоскости действует на каждый метр заряженной бесконечно длинной нити, помещенной в это поле? Линейная плотность заряда на нити равна 30 нКл/см, а поверхностная плотность заряда на плоскости 2 нКл/см².

6. Маленький шарик, несущий заряд 300 нКл, находится на расстоянии 2 см от плоской металлической стенки, соединенной с Землей. С какой (в мН) силой они взаимодействуют?

7. Две металлические концентрические сферы с радиусами 15 и 30 см находятся в воздухе. Потенциал внешней сферы равен 450 В, а по поверхности внутренней сферы равномерно распределен заряд –20 нКл. Найти потенциал электрического поля на расстоянии 10, 20 и 36 см от центра сферы.

8. Электрон, ускоренный из состояния покоя разностью потенциалов 300 В, влетел в пространство между пластинами плоского горизонтально расположенного конденсатора параллельно пластинам. Определить, на какое (в мм) расстояние сместится электрон в вертикальном направлении за время движения внутри конденсатора, если расстояние между пластинами 15 мм, разность потенциалов 30 В и длина пластин 6 см.

9. К онденсаторы соединены так, как это показано на рисунке. Электроемкости конденсаторов: C₁=0.2 мкФ, C₂=0.1 мкФ, C₃=0.3 мкФ, C₄=0,4 мкФ. Определить (в мкФ) электроемкость C батареи конденсаторов.

10. На плоский воздушный конденсатор подается разность потенциалов 2 кВ. Размеры пластин 4060 см, расстояние между ними 0.5 см. После зарядки конденсатор отключают от источника и затем раздвигают его обкладки так, что расстояние между ними увеличивается вдвое. Определить: 1) (в мДж) работу по раздвижению обкладок; 2) плотность энергии электрического поля до и после раздвижения обкладок.

11. Шар, погруженный в керосин (диэлектрическая проницаемость 2) имеет потенциал 4500 В и поверхностную плотность заряда 1.1 нКл/см². Найти (в мм) радиус шара.

12. Внутри шара из однородного изотропного диэлектрика с диэлектрической проницаемостью равной 5 создано однородное электрическое поле напряженностью 100 В/м. Найти (в нКл/м²) среднее значение поверхностной плотности связанных зарядов.

13. Бесконечно длинный проводник с током 10 А изогнут под прямым углом. Найти напряженность магнитного поля на биссектрисе прямого угла на расстоянии 20 см от вершины угла.

14. Н а рисунке изображены сечения двух бесконечно длинных прямых проводников, расположенных перпендикулярно плоскости чертежа. По проводникам протекают токи разной величины в одном направлении. Отношение величины второго тока к первому равно 2. В какой из семи указанных точек индукция магнитного поля равна нулю? Расстояния между точками равны между собой.

15. В магнитном поле с индукцией 1.2 Тл по круговой орбите радиусом 50 см движется альфа-частица. Определить скорость и разность потенциалов, которую должна пройти альфа-частица, чтобы приобрести такую скорость. Масса альфа-частицы 6.710^–27 кг, заряд 3.210^–19 Кл.

16. В однородном магнитном поле с индукцией 0.1 Тл расположен прямолинейный участок проводника с током 5 А под углом 30. к вектору магнитной индукции. Определить (в мН) силу, с которой поле действует на каждый сантиметр участка проводника.

17. Вычислить (в мДж) энергию магнитного поля соленоида, по обмотке которого течет ток 2 А. Обмотка выполнена в один слой из проволоки диаметром 0.8 мм, витки плотно прилегают друг к другу, объем соленоида 1500 см³, сердечник немагнитный.

18. Соленоид содержит 3000 витков. Сила тока в его обмотке равна 1 А, магнитный поток через поперечное сечение соленоида равен 100 мкВб. Вычислить энергию магнитного поля соленоида.

19. В магнитном поле с индукцией 0.05 Тл вращается металлический стержень длиной 1 м с угловой скоростью 20 рад/с. Ось вращения проходит через конец стержня и параллельна магнитному полю. Найти разность потенциалов, возникающую на концах стержня.

20. Контур в виде полуокружности радиусом 4 см, являющийся частью замкнутой цепи с сопротивлением 36 Ом, вращают вокруг его диаметра с угловой скоростью 17 рад/с в однородном магнитном поле с индукцией 2.6 мТл. Найти максимальную мощность, выделяющуюся в цепи. Линии поля перпендикулярны оси вращения. Полем тока индукции пренебречь.

21. В соленоид, площадь поперечного сечения которого 10^–3 м², число витков на единицу длины 400 м^–1, вставлен ферромагнетик, для которого зависимость В(Н) неизвестна. Найти магнитную проницаемость сердечника, если при силе тока через обмотку 5 А магнитный поток, пронизывающий поперечное сечение соленоида, равен 2.510^–3 Вб.

22. Н а железное кольцо намотано в один слой 500 витков провода. Средний диаметр кольца равен 25 см. Определить магнитную проницаемость железа, если сила тока в обмотке равна 3.14 А. При решении воспользоваться рисунком.