В.И. Юшков для мт15-07, -08 Вариант № 18

1. В медном проводнике длиной 2 м и площадью поперечного сечения 0.4 мм² идет ток. Мощность, выделяющаяся в проводнике, равна 0.35 Вт. Определить число электронов, проходящих за 1 с через поперечное сечение этого проводника и (в мВ/м) напряженность электрического поля. Удельное сопротивление меди равно 17 нОм×м.

2. Два конденсатора по 6 мкФ, два резистора по 2.2 кОм и батарея с ЭДС 12 В соединены последовательно. Через какое (в мс) время после подключения батареи сила тока упадет от начального значения до 1 мА?

3. В цепи на рисунке амперметр показывает силу тока I=1.5 А. Сила тока через сопротивление R₁ равна I₁=0.5 А. Сопротивления R₂=2 Ом, R₃=6 Ом. Определить сопротивление R₁, а также силу токов I₂ и I₃, протекающих через сопротивления R₂ и R₃.

4. Н а рисунке R₁=R₂=50 Ом, R₃=100 Ом, C=50 нФ. Определить ЭДС источника, пренебрегая его внутренним сопротивлением, если заряд на конденсаторе Q=2.2 мкКл.

5. В вершинах квадрата размещено по одному точечному заряду одинаковой величины. Какого знака должны быть заряды, чтобы в центре квадрата величина напряженности электростатического поля равнялась нулю? Вершины квадрата пронумерованы по часовой стрелке – а, б, в, г. Ответы: 1) а, б – положительные, в, г – отрицательные; 2) а, б, в – положительные, г – отрицательный; 3) а, в – положительные, б, г – отрицательные; 4) а, б, в – отрицательные, г – положительный.

6. Шарик массой 10 г имеет заряд 5 нКл. С каким ускорением он будет двигаться в однородном электрическом поле с напряженностью 30 кВ/м?

7. Ион атома водорода H⁺ и ион атома гелия He⁺⁺ прошли одинаковую ускоряющую разность потенциалов. Найти отношение скоростей ионов. Масса иона водорода 1.6710^–27 кг, заряд электрона 1.610^–19 Кл, масса иона гелия 6.710^–27 кг?

8. Между двумя вертикальными металлическими пластинами, находящимися на расстоянии 1 см друг от друга, на нити висит заряженный шарик массой 0.1 г. После того, как на пластины была подана разность потенциалов 1000 В, нить с шариком отклонилась на угол 10. Найти заряд шарика (в нКл).

9. Металлический шарик радиусом 5 см заряжен до потенциала 150 В. Чему равна (в В/см) напряженность поля в точке, находящейся на расстоянии 10 см от центра шарика? Как изменится напряженность поля, если шарик соединить с удаленным незаряженным шариком радиуса 10 см?

10. К пластинам плоского конденсатора, одна из которых заземлена, приложено напряжение 100 В. В воздушный зазор шириной 4 см между пластинами вдвигается незаряженная тонкая металлическая пластина на расстоянии 3 см от заземленной пластины. Определить (в В/см) напряженность поля по обе стороны от этой пластины.

11. Определить, при какой (в МВ/м) напряженности E поля в диэлектрике (=3) поляризованность P достигнет значения, равного 200 мкКл/м².

12. Фарфоровый шар радиусом 10 см заряжен равномерно с объемной плотностью 15 нКл/м³. Определить напряженность и (в нКл/м²) индукцию электростатического поля: 1) на расстоянии 5 см от центра шара; 2) на расстоянии 15 см от центра шара. Построить графики зависимостей E(r) и D(r). Диэлектрическая проницаемость фарфора равна 5.

13. Проводник с током 4 А имеет форму квадрата, одна из сторон которого заменена дугой окружности, описанной вокруг него. Определить напряженность магнитного поля в центре квадрата, сторона которого равна 40 см.

14. Проводник с током 6 А имеет форму равностороннего треугольника. Определить (в см) сторону треугольника, если напряженность магнитного поля в одной из его вершин равна 2 А/м.

15. Рядом с длинным прямым проводом, по которому течет ток 30 А, расположена квадратная рамка с током 2 А. Рамка и провод лежат в одной плоскости. Проходящая через середины противолежащих сторон ось рамки параллельна проводу и отстоит от него на расстоянии 30 мм. Сторона рамки 20 мм. Найти силу, действующую на рамку.

16. Заряженная частица движется по окружности радиусом 1 см со скоростью 1000 км/с в однородном магнитном поле с индукцией 1 Тл. Найти заряд частицы, если ее кинетическая энергия равна 10 кэВ.

17. Соленоид с сердечником из немагнитного материала содержит 1200 витков провода, плотно прилегающих друг к другу. При силе тока 4 А магнитный поток через его сечение равен 6 мкВб. Определить (в мГн) индуктивность соленоида и (в мДж) энергию магнитного поля соленоида.

18. Колебательный контур имеет индуктивность L=1.6 мГн, электроемкость C=0.04 мкФ и максимальное напряжение U_max на зажимах, равное 200 В. Определить максимальную силу тока I_max в контуре. Сопротивление контура ничтожно мало.

19. Ток силой 5 А, протекая через замкнутый контур, создает такое магнитное поле, при котором магнитный поток, пронизывающий контур, равен 50 мВб. Определить (в мГн) индуктивность контура.

20. Сколько метров тонкого провода надо взять для изготовления соленоида длиной 80 см с индуктивностью 8 мГн, если диаметр сечения соленоида много меньше его длины?

21. Какие из перечисленных ниже свойств характеризуют парамагнетики? а) спонтанная намагниченность; б) доменная структура; в) наличие результирующего магнитного момента у молекул, из которых состоит вещество; г) отсутствие магнитного момента у молекул, из которых состоит вещество. Ответы: 1) а; 2) б; 3) в; 4) г; 5) а, б; 6) а, в; 7) б, в.

22. Н а рисунке показана петля гистерезиса, образующаяся при перемагничивании ферромагнетика. Чему равна остаточная магнитная индукция этого ферромагнетика?