В.И. Юшков для мт15-07, -08 Вариант № 16

1. Внутреннее сопротивление r батареи аккумуляторов равно 3 Ом. Сколько процентов от точного значения ЭДС составляет погрешность, если, измеряя разность потенциалов на зажимах батареи вольтметром с сопротивлением R_V=200 Ом, принять ее равной ЭДС?

2. Сколько витков нихромовой проволоки надо навить на фарфоровый цилиндр диаметром 1.5 см, чтобы устроить кипятильник, которым в течение 10 минут можно вскипятить 120 г воды (удельная теплоемкость 4.2 Дж/г) при начальной температуре 10 С, КПД принять 60%. Диаметр проволоки 0.2 мм. Напряжение 220 В. Удельное сопротивление 1 мкОм×м.

3. Н а рисунке E=2 В, R₁=60 Ом, R₂=40 Ом, R₃=R₄=20 Ом и R_G=100 Ом. Определить (в мА) силу тока I, протекающего через гальванометр.

4. Н айти показания амперметра и вольтметра в схеме на рисунке. Сопротивление вольтметра 1000 Ом, ЭДС батареи 110 В, R₁=400 Ом, R₂=600 Ом. Сопротивлением батареи и амперметра пренебречь.

5. Альфа-частица с некоторой начальной скоростью влетает в плоский горизонтально расположенный конденсатор параллельно пластинам на равном расстоянии от них. Разность потенциалов между пластинами равна 300 В, расстояние между пластинами 2 см, а длина пластин 10 см. Какова должна быть предельная начальная скорость альфа-частицы, чтобы она не вылетела из конденсатора? Учитывать только электростатическое взаимодействие.

6. Электрическое поле создано двумя бесконечными параллельными равномерно заряженными пластинами с поверхностными плотностями заряда +40 нКл/м² и –80 нКл/м². Определить (в кВ/м) напряженность поля между пластинами.

7. Две параллельные плоскости находятся на расстоянии 0.6 см друг от друга. На плоскостях равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями 0.2 мкКл/м² и –0.3 мкКл/м² соответственно. Определить разность потенциалов между пластинами.

8. Электрон имеющий кинетическую энергию 10 кэВ, влетел в плоский горизонтальный конденсатор параллельно его пластинам. На выходе из конденсатора электрон сместился в вертикальном направлении на 5 мм. Расстояние между пластинами конденсатора 10 мм, разность потенциалов 1000 В. Определить (в кэВ) кинетическую энергию электрона на выходе из конденсатора.

9. Плоский воздушный конденсатор (расстояние между пластинами 4 см) подключен к источнику ЭДС 100 В. В этот конденсатор вдвигаются две нейтральные тонкие проводящие пластины, соединенные проводником. Пластины устанавливаются параллельно электродам конденсатора на расстоянии 1 см от каждого из них. Во сколько раз возрастет заряд конденсатора при этом?

10. Лейденская банка емкостью 50 нФ заряжена до 15 кВ. Предполагая, что при разряде 6% энергии выделяется в виде звуковых и электромагнитных волн, определить количество выделяющейся теплоты.

11. Плоский конденсатор состоит из двух круглых пластин радиусом 20 см каждая. Расстояние между пластинами 5 мм. Конденсатор присоединен к источнику напряжения 2000 В. Определить (в нКл) заряд и (в кВ/см) напряженность поля конденсатора, если диэлектриком будут: 1) стекло; 2) воздух. Диэлектрическая проницаемость стекла равна 6.

12. Находящаяся в вакууме изолирующая пластина с относительной диэлектрической проницаемостью 3 внесена в однородное электрическое поле с напряженностью 10 В/м так, что угол между нормалью к пластине и направлением внешнего поля составляет 60. Найти (в пКл/м²) плотность связанных зарядов, возникающих на поверхности пластины.

13. Соленоид, длиной 20 см, содержит 400 витков. Найти (в мТл) индукцию магнитного поля в центре соленоида, если по обмотке соленоида протекает ток силой 2 А.

14. Индукция магнитного поля внутри длинного соленоида при силе тока в обмотке 3 А равна 2.52 мТл. Витки намотаны плотно в один слой. Определить (в мм) диаметр провода, из которого изготовлен соленоид.

15. О трицательный заряд q движется в однородном магнитном поле как показано на рисунке. В каком из указанных на этом рисунке случаев заряд движется по окружности, лежащей в плоскости рисунка, по часовой стрелке? Ответы: 1) а, б, в; 2) б, г; 3) а, в; 4) а, г; 5) а, в, б, г.

16. По медному стержню массой 850 г, лежащему поперек двух рельсов, расположенных друг от друга на расстоянии 60 см, течет ток силой 12 А. Вся система помещена в вертикальное однородное магнитное поле. Коэффициент трения скольжения по рельсам равен 0.6. Определить минимальную величину индукции магнитного поля, при которой стержень заскользит.

17. В некоторой точке магнитного поля напряженность равна 200 А/м, а индукция 0.3 Тл. Определить плотность энергии магнитного поля в этой точке.

18. Квадратная рамка со стороной a=10 см, по которой течет ток I=200 А, свободно установилась в однородном магнитном поле (B=0.2 Тл). Определить работу, которую необходимо совершить при повороте рамки вокруг оси, лежащей в плоскости рамки и перпендикулярной линиям магнитной индукции, на угол =2/3.

19. Угол между нормалью к плоскости витка площадью 50 см² и вектором магнитной индукции равен 30. Найти (в мкВб) магнитный поток, пронизывающий виток, если индукция магнитного поля равна 0.02 Тл.

20. Между концами стержня длиной 4 м, перемещаемого в однородном магнитном поле с индукцией 0.1 Тл так, что ось стержня перпендикулярна направлениям векторов магнитной индукции и его скорости, наводится ЭДС равная 2 В. Определить модуль скорости, с которой движется при этом стержень.

21. П о обмотке длинного соленоида течет ток 2 А. Число витков на каждый см длины равно 5. Во сколько раз увеличится объемная плотность энергии в соленоиде, если внутрь его вставить железный сердечник? При решении пользоваться рисунке.

22. Прямоугольный ферромагнитный брусок объемом 10 см³ поместили в магнитное поле напряженностью 1000 А/м. Найти магнитный момент бруска, если относительная магнитная проницаемость его в этих условиях равна 125.