Пакет многоуровневых заданий по элементарной физике. Бурова С.В., Федоров В.М
.pdfЗадание 17 |
Вариант 1 |
Задание 17
МАГНЕТИЗМ (Закон Ампера. Сила Лоренца)
Вариант 1
А1. При наложении двух однородных магнитных полей с магнитными индукциями соответственно 0,3 Тл и 0,4 Тл друг на друга так, что силовые линии полей взаимно перпендикулярны, модуль магнитной индукции результирующего поля равен
1) |
0,1 Тл. |
2) |
0,5 Тл. |
3) |
0,7 Тл. |
4) |
0,2 Тл. |
А2. Значение силы, действующей на проводник с током, помещѐнный в магнитное поле, может быть определено по формуле
1) |
F = IBlsinα. |
2) |
F = qUBsinα. |
3) |
F = IBlcosα. |
4) |
F = qUBcosα. |
А3. Если угол 600 между вектором магнитной индукции однородного магнитного поля и прямолинейным проводником с током, помещѐнным в это поле, уменьшить в 2 раза, то сила Ампера, действующая на проводник,
1) увеличится в 2 раза. |
2) |
уменьшится в 2 раза. |
3) уменьшится в √3 раз. |
4) |
увеличится в √2 раз. |
А4. Первоначально неподвижный электрон, помещѐнный в однородное магнитное поле, вектор магнитной индукции которого направлен вертикально вверх, начнѐт двигаться (влияние силы тяжести не учитывать)
1) |
останется неподвижным. |
2) |
вверх равноускоренно. |
3) |
вниз равноускоренно. |
4) |
вверх равномерно. |
|
|
73 |
|
Магнетизм.(Закон Ампера. Сила Лоренца)
А5. Электрон описывает в магнитном поле окружность радиусом R = 4 мм. Скорость электрона v = 3,6.106 м/с. Найти индукцию магнитного поля.
|
1) |
14,4 Тл. |
|
2) |
14,4 мТл. |
||
|
3) |
3 мТл. |
|
4) |
5 мТл. |
||
|
А6. Прямолинейный проводник находится в однородном |
||||||
|
магнитном поле как показано на рисунке. Куда направлена сила Ам- |
||||||
|
пера, действующая на проводник? |
|
В |
||||
1) |
От нас, |
|
2) |
Вправо. |
|
|
I |
|
в плоскость рисунка. |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
3) |
На нас. |
|
4) |
Влево. |
|
|
|
В1. Проводник находится в равновесии в горизонтальном магнитном поле с индукцией В = 48 мТл. Сила тока в проводнике I = 23 А. Угол между направлением тока и вектором магнитной индукции α = 600. Определить длину проводника, если его масса m = 0,0237 кг.
В2. Какую ускоряющую разность потенциалов должна пройти частица массой m = 0,5 г и зарядом q = 2 мкКл, чтобы в однородном магнитном поле индукцией B=5 мТл на неѐ действовала бы сила F = 10-5 Н? Магнитное поле направлено перпендикулярно скорости частицы, начальная скорость частицы v0 = 0.
В3. Прямой проводник длиной 20 см массой 0,1 кг подвешен горизонтально на двух лѐгких нитях в однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл, направленного вертикально. На какой угол от вертикали отклоняться нити, если по нему пропустить ток 5 А?
С1. Протон в магнитном поле с индукцией 0,01 Тл описал окружность радиусом 10 см. Найдите скорость протона.
С2. Найти скорость α частицы, которая при движении со скоростью, перпендикулярной линиям напряжѐнности электрического Е = 6,28 кВ/м и магнитного В = 6,3 10-3 Тл полей не испытывает отклонения.
74
Задание 17 |
Вариант2 |
Задание 17
МАГНЕТИЗМ (Закон Ампера. Сила Лоренца)
Вариант 2
А1. Вектор магнитной индукции поля, созданного двумя параллельными одинаковыми по силе токами, но текущими в противоположных на-
правлениях, как показано на схеме, в точке А
1) |
направлен вниз. |
2) |
равен нулю. |
3) |
направлен вверх. |
4) |
направлен влево. |
А2. Ток по проводнику течѐт на нас, вектор магнитной индукции направлен вправо, тогда сила Ампера, действующая на проводник, направлена
1) |
от нас. |
2) |
вверх. |
3) |
вниз. |
4) |
влево. |
А3. В однородном магнитном поле с индукцией 0,25 Тл находится проводник длиной 1,4 м, на который действует со стороны поля сила 2,1 Н. Определить угол между направлением тока в проводнике и направлением поля, если сила тока в проводнике 12 А.
1) |
α = 600. |
2) |
α = 300. |
3) |
α = 450. |
4) |
α =900. |
А4. Протон движется со скоростью v = 106 м/с перпендикулярно магнитному полю с индукцией В = 1 Тл. Найти силу, действующую на протон.
1) |
1,6.10-13 Н. |
2) |
3,2.10-9 Н. |
3) |
106 Н. |
4) |
5,1.10-12 Н. |
75
Магнетизм.(Закон Ампера. Сила Лоренца)
А5. Значение силы, действующей на движущуюся заряженную частицу в магнитном поле можно определить по формуле
1) |
F = qvBsinα. |
2) |
F = qB/vsinα. |
3) |
F = qv/Bsinα. |
4) |
F = qvsinα/B. |
А6. Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией В = 0,1 Тл перпендикулярно линиям поля. Определить силу, действующую на электрон со стороны поля, если радиус кривизны
траектории R=0,5 см. |
|
|
|
||
1) |
3,2.10-12 |
Н. |
2) |
5,1.10-10 |
Н. |
3) |
1,4.10-12 |
Н. |
4) |
7,3.10-10 |
Н. |
В1. Проводник длиной 1м расположен перпендикулярно силовым линиям горизонтального магнитного поля с индукцией 8 мТл. Какой должна быть сила тока в проводнике, чтобы он находился в равновесии в магнитном поле? Масса проводника 8 10-3 кг.
В2. По горизонтально расположенному проводнику длиной l = 20 см и массой m = 4 г течѐт ток I = 10 А. Найдите индукцию магнитного поля, в которое нужно поместить проводник, чтобы сила тяжести уравновесилась силой Ампера.
В3. Заряженная частица движется в магнитном поле по окружности со скоростью v. Индукция магнитного поля В. Радиус окружности - r. Найти заряд частицы, если известно, что еѐ энергия - E.
С1. Протон, прошедший ускоряющую разность потенциалов 600 В, влетает в однородное магнитное поле с индукцией 0,3 Тл и движется по окружности. Найдите радиус окружности.
С2. Электрон, влетающий в однородное магнитное поле под углом 600 к линиям магнитной индукции, движется по спирали диаметром 10 см с периодом обращения 60 мкс. Определить шаг спирали.
76
Задание 18 |
Вариант 1 |
Задание 18
МАГНЕТИЗМ (Электромагнитная индукция)
Вариант 1 А1. Магнитный поток внутри контура, площадь поперечного
сечения которого 60 см2, равен 0,3 мВб. Найти индукцию поля внутри контура. Поле считать однородным.
1) |
50 мТл. |
2) 200 мТл. |
3) |
18 мТл. |
4) 9 мТл. |
А2. Дан плоский замкнутый контур произвольной формы, по которому идѐт ток (см. рисунок). Определите направление вектора индукции магнитного поля внутри контура.
1) |
От нас. |
2) |
Вправо. |
3) |
На нас. |
4) |
Влево. |
А3. Проводник, согнутый в виде кольца, помещѐн в однородное магнитное поле, как показано на рисунке. Индукция поля нарастает со временем. При этом о направлении индукционного тока можно сде-
лать следующее заключение:
1) |
ток не возникает. |
2) |
направлен против часовой стрелки. |
3) |
зависит от сопротивления. |
4) |
направлен по часовой стрелке. |
А4. Полосовой магнит удаляется от катушки с постоянной скоростью v. Каков знак разности потенциалов UАВ между точками А и В?
1) |
UАВ > 0. |
2) |
UАВ = 0. |
3) |
Вопрос не имеет смысла. |
4) |
UАВ < 0. |
|
|
77 |
|
Магнетизм. (Электромагнитная индукция)
А5. За 5 мс в соленоиде, содержащем 500 витков провода, магнитный поток равномерно убывает с 7 до 3 мВб. Найти ЭДС индукции в соленоиде.
1) 100 В. |
2) 10 В. 3) 40 В. |
4) 400 В. |
А6. Найти ЭДС индукции в проводнике с длиной активной части 0,25 м, перемещающемуся в однородном магнитном поле с индукцией 8 мТл со скоростью 5 м/с под углом 300 к вектору магнитной индукции.
1) 12 мВ. |
2) |
18 мВ. |
3) 5 мВ. |
4) |
7 мВ. |
В1. В однородном магнитном поле с индукцией 2.10-5 Тл кусок провода длиной 2 м и сопротивлением 1 Ом складывают вдвое и концы соединяют. Затем провод растягивают в квадрат так, что плоскость его перпендикулярна индукции поля. Какой заряд протекает при этом через сечение проводника?
В2. В катушке с индуктивностью 0,6 Гн сила тока равна 20 А. Какова энергия магнитного поля этой катушки?
В3. Проволочный квадрат площадью 0,4 м2, плоскость которого перпендикулярна магнитному полю с индукцией 0,1 Тл, повернули вокруг оси на 1800 за 0,2 с. Чему равна средняя ЭДС индукции, возникающая в проводниках квадрата.
С1. С какой скоростью надо перемещать медный стержень вдоль медных рельсов, чтобы в течение 1 с температура стальной проволоки увеличилась на 0,1 К? Магнитная индукция перпендикулярна конструкции и В = 1 Тл. Удельная теплоѐмкость железа с = 0,46кДж/кгК, плотность 7800 кг/м3, удельное сопротивление
5,6.10-8 Ом.м.
С2. Алюминиевый диск радиусом 40 см вращается вокруг вертикальной оси с частотой 40 с-1. Какова разность потенциалов между центром диска и краем, если вертикальная составляющая магнитного поля земли В = 5.10-5 Тл?
78
Задание 18 |
Вариант2 |
Задание 18
МАГНЕТИЗМ (Электромагнитная индукция)
Вариант 2
А1. В однородном магнитном поле, индукция которого В, находится проводящее кольцо радиусом R . Линии индукции перпендикулярны плоскости кольца. Чему равен магнитный поток, прони-
зывающий площадь кольца? |
|
|
|
|
1) |
πR2В. |
|
2) πRВ. |
|
3) |
πR2/В. |
|
4) πR/В2. |
|
|
А2. Дан плоский замкнутый контур произ- |
|||
|
вольной формы, по которому идѐт ток (см. рисунок). |
|||
|
Определите направление вектора индукции магнит- |
|||
|
ного поля в точке А. |
|
|
|
1) |
На нас. |
|
2) |
Вправо. |
3) |
От нас. |
|
4) |
Влево. |
|
А3. Проводник, согнутый в виде кольца, помещѐн |
|||
|
в однородное магнитное поле, как показано на рисунке. |
|||
|
Индукция поля нарастает со временем. При этом ин- |
|||
|
дукционный ток в проводнике имеет направление |
|||
1) |
ток не возникает. |
2) |
против часовой стрелки. |
|
3) |
по часовой стрелке. |
4) |
зависит от сопротивления. |
|
|
|
А4. Полосовой магнит приближает- |
||
|
ся к катушке с постоянной скоростью v. |
|||
|
Каков знак разности потенциалов UАВ ме- |
|||
|
жду точками А и В? |
|||
1) |
UАВ = 0. |
2) UАВ > 0. |
||
3) |
UАВ < 0. |
4) |
Вопрос не имеет смысла. |
|
|
|
79 |
|
|
Магнетизм. (Электромагнитная индукция)
А5. Найти скорость изменения магнитного потока в соленоиде из 2000 витков при возбуждении в нѐм ЭДС индукции 120 В.
1) |
90 мВб/с. |
2) |
120 мВб/с. |
3) |
240 мВб/с. |
4) |
60 мВб/с. |
А6. С какой скоростью надо перемещать проводник, длина активной части которого 1 м, под углом 600 к линиям индукции магнитного поля, чтобы в проводнике возбуждалась ЭДС индукции 1В? Индукция магнитного поля равна 0,2 Тл.
1) |
3,7 м/с. |
2) |
6,2 м/с. |
3) |
4,6 м/с. |
4) |
5,8 м/с. |
В1. Проволочное кольцо радиусом 0,1 м лежит на столе. Какой заряд потечѐт по кольцу, если его перевернуть с одной стороны на другую? Сопротивление кольца 1 Ом, вертикальная составляющая магнитного поля земли В┴ = 0,5.10-4 Тл.
В2. Какой должна быть сила тока в обмотке дросселя с индуктивностью 0,5 Гн, чтобы энергия поля оказалась равной 1 Дж?
В3. Проволочный квадрат площадью 0,4 м2, плоскость которого перпендикулярна магнитному полю с индукцией 0,1 Тл, повернули вокруг оси на 1800 за 0,2 с. Чему будет равна средняя ЭДС индукции, возникающая в проводниках квадрата.
С1. Проводник длиной 15 см помещѐн в магнитное поле с индукцией 2 Тл. Концы проводника замкнуты гибким проводом. Сопротивление всей цепи 0,5 Ом. Какую мощность необходимо затратить, чтобы двигать проводник перпендикулярно к линиям индукции со скоростью 10 м/с?
С2. У вертолѐта плоскость вращения винта составляет с горизонтом угол 300. Радиус винта 5 м, частота вращения 10 Гц. Найти разность потенциалов между центром и краем винта.
В┴земли = 5.10-4 Тл.
80
Задание 19 |
Вариант 1 |
Задание 19
КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ (Механические колебания)
Вариант 1
А1. Материальная точка за 1 минуту совершила 300 колеба-
ний. Определить частоту колебаний. |
|
|
|
1) |
300 с-1. |
2) |
50 с-1. |
3) |
30 с-1. |
4) |
5 с-1. |
А2. Уравнение колебаний материальной точки имеет вид: х = 0,05sin(10πt + π/4). Определить фазу колебаний при t = 0,1 с.
1) |
3π/4. |
2) |
5π/4. |
3) |
π/2. |
4) |
2π/3. |
А3. Груз массой 100 г совершает колебания на пружине с
частотой 2 |
Гц. Найти жѐсткость пружины. Считать π2 = 10. |
||
1) |
16 Н/м. |
2) |
8 Н/м. |
3) |
20 Н/м. |
4) |
4 Н/м. |
А4. Груз массой 8 кг, подвешенный на пружине, совершает гармонические колебания с периодом Т. Какой груз нужно снять, чтобы период колебаний сократился до Т/2?
|
1) |
2 кг. |
|
2) |
6 кг. |
|
3) |
4 кг. |
|
4) |
1 кг. |
|
А5. Начальная фаза гармонических колебаний материальной |
||||
точки определяет |
|
|
|
||
1) |
амплитуду колебаний. |
2) |
скорость в точке равновесия. |
||
3) |
отклонение от равновесия в |
4) |
полный запас механической |
||
|
начальный момент. |
|
энергии. |
||
|
|
|
81 |
|
|
Колебания и волны (механические колебания)
А6. Вагон массой 80 т имеет четыре рессоры. Жѐсткость каждой рессоры равна 197 кН/м. Чтобы вагон сильно раскачивало, толчки от стыков рельс должны повторяться через промежуток времени, равный
1) |
4 с. |
2) |
6 с. |
3) |
2 с. |
4) |
5 с. |
В1. С каким ускорением должна двигаться кабина лифта, чтобы находящийся в ней секундный маятник за время 2 мин 30 с совершил 100 колебаний?
В2. Как относятся длины математических маятников, если за одно и то же время один из них совершает 10, а второй 30 колебаний?
В3. Период вертикальных колебаний висящего на пружине тела Т1 = 1 с. Увеличение его массы изменило период колебаний до значения Т2 = 1,5 с. Вычислить смещение положения равновесия конца пружины под действием тела после увеличения его массы.
С1. С какой частотой будет колебаться палка массой m = 2 кг и площадью поперечного сечения S = 5 см2, плавающая на поверхности воды в вертикальном положении?
С2. Пружинный маятник вывели из положения равновесия и отпустили. Через какое время (в долях периода) кинетическая энергия колеблющегося тела будет равна потенциальной энергии пружины?
82