РР Часть 1 2015

Вариант 1

1.1. На графике изображен цикл с идеальным одноатомным газом неизменной массы количеством ν = 2 моль. Представьте график цикла в координатах Р–V и определите количество теплоты, полученное газом в ходе процессов, а также итоговое количество теплоты за весь цикл, если параметры газа в состоянии 1 равны Т₁ = 300 К, а давление Р₁ = 10⁵ Па.

1.2. В вершинах квадрата находятся одноименные заряды, величина которых q = 2,0 нКл. В центр квадрата помещен отрицательный заряд q₀. Сторона квадрата равна d = 10 см. Найти модуль заряда q₀, при котором система зарядов находится в равновесии.

1.3. Два шарика с зарядами q₁ = 7,010^-9 Кл и q₂ = 1,410^-9  Кл находятся на расстоянии r₁ = 40 см. Какую работу надо совершить внешним силам, чтобы сблизить их до расстояния r₂ = 25см?

1.4. По бесконечно длинному прямому проводу, изогнутому так, как это показано на рисунке, течет ток I = 50 А. Определить индукцию В магнитного поля в точке О, если r = 10 см.

1.5. Протон и альфа – частица влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно его линиям магнитной индукции. Во сколько раз различаются радиусы окружностей, по которым движутся эти частицы, если у них одинакова кинетическая энергия? Заряд альфа-частицы q₁ в два раза больше заряда протона q₂, а масса альфа-частицы m₁ в четыре раза больше массы протона m₂.

Вариант 2

2.1. Идеальный двухатомный газ в количестве = 1 моль сначала изотермически расширился (Т₁ = 300 К). Затем газ нагрели, повысив давление в 3 раза (см. рисунок). Чему равна работа за весь процесс и количество полученной теплоты? Представьте график процесса в координатах Р – V.

2.2. Н а отрезке прямого провода длиной l = 20 см равномерно распределен заряд с линейной плотностью τ = 10^-8 Кл/см. Напряженность поля в точке А, расположенной на расстоянии l от одного из концов стержня (см. рисунок), равна….

2.3. Два шарика одинакового радиуса и массы подвешены на нитях одинаковой длины так, что их поверхности соприкасаются. Расстояние от точки подвеса до центра каждого шарикаl = 10см, а масса каждого шарика m = 5 г. Если сила натяжения нитей после того, как зарядили шарики, стала равной Т = 98 мН, то чему равен заряд каждого шарика?

2.4. По контуру в виде равностороннего треугольника идет ток I = 30 А. Длина а стороны треугольника равна 20 см. Определить магнитную индукцию В в точке пересечения высот.

2.5. Заряженная частица, прошедшая ускоряющую разность потенциалов U = 2 кВ, движется в однородном магнитном поле с индукцией В = 15,1 мТл по окружности радиусом R = 1 см. Определить удельный заряд частицы q/m и скорость частицы. Начальная скорость частицы равна нулю.

Вариант 3

3 .1. С одноатомным идеальным газом неизменной массы происходит циклический процесс, показанный на рисунке. За цикл от нагревателя газ получает количество теплоты Q = 8 кДж. Чему равна работа за цикл? Чему равен КПД цикла?

3.2. Электрическое поле создано двумя бесконечными параллельными пластинами, заряженными поверхностной плотностью заряда σ₁ = 2 нКл/м² и σ₂ = –5 нКл/м². Определить напряженность поля Е между пластинами и вне пластин.

3.3. Первоначально покоящийся электрон ускоряется в течение 1 нс электрическим полем конденсатора емкостью С = 10 мкФ. Энергия конденсатора W = 20 Дж, а расстояние между его пластинами d = 10 см. Определите, чему равна разность потенциалов U между обкладками конденсатора (в кВ), и какую работу совершают силы поля при движении электрона (в эВ).

3.4. Бесконечно длинный прямой проводник, по которому течет ток I = 5 А, согнут под прямым углом. Найти индукцию магнитного поля на расстоянии d = 10 см от вершины угла в точках, лежащих на биссектрисе прямого угла (точка А) и на продолжении одной из сторон (точка С).

3.5. Рядом с длинным прямым проводом MN, по которому течет ток I₂ = 10 А, расположена квадратная рамка со стороной а = 3 см, по которой течет ток I₁ = 2 А. Рамка лежит в одной плоскости с проводом MN так, что ее сторона, ближайшая к проводу, находится на расстоянии l = 2 см (см. рисунок). Определить направление и величину сил, действующих на каждую сторону рамки и на рамку в целом.