новая папка 1 / 325477
.pdfU = 1 кВ |
нить с |
шариком отклонилась на угол |
α = 100 . Найти |
заряд q |
|||
шарика. |
|
|
|
|
|
|
|
3. |
Определите расстояние |
d |
между |
пластинами |
плоского |
||
конденсатора, если между ними приложена разность потенциалов U = 400 В, |
|||||||
площадь каждой пластины S = 50 см2 , |
ее заряд |
q = 5 нКл. В пространстве |
|||||
между пластинами находится парафин (ε = 2 ). |
|
|
|
||||
4. |
Найти емкость С сферического конденсатора, состоящего из двух |
||||||
концентрических сфер с радиусами |
r = 10 см и |
R = 10,5 см. |
Пространство |
||||
между сферами заполнено маслом (ε = 5 ). Какой радиус R0 |
должен иметь |
||||||
шар, помещенный в масло, чтобы иметь такую же емкость? |
|
|
|||||
5. |
При помощи электрометра сравнивали между собой емкости двух |
||||||
конденсаторов. Для этого заряжали их до разностей потенциалов U1 = 300 В |
|||||||
и U 2 = 100 В и, |
соединяли оба конденсатора параллельно. Измеренная при |
||||||
этом разность |
потенциалов между |
обкладками конденсатора |
оказалась |
равной U = 250 В. Найти отношений емкостей С1 .
С2
6. Общая емкость двух последовательно соединенных конденсаторов СОБЩ1 = 3,2 пФ , а общая емкость при их параллельном соединении
СОБЩ2 = 20 пФ . Найти емкости С1 и С2 каждого конденсатора.
Раздел 4 Постоянный электрический ток
4.1 Постоянный электрический ток
1. Вольфрамовая нить электрической лампочки при t1 = 20 0C имеет сопротивление R1 = 35,8 Ом. Какова будет температура t2 нити лампочки,
если при включении в сеть напряжением U = 120 В по нити идет ток I = 0,33
A? Температурный коэффициент сопротивления вольфрама α = 4,6 ×10−3 К −1
.
21
2. Элемент с ЭД С ε = 2 В имеет внутреннее сопротивление r = 0,5 Ом.
Найти падение потенциала внутри элемента U r при токе в цепи I = 0,25 A.
Каково внешнее сопротивление R цепи при этих условиях?
3. |
Элемент с ЭД С ε =1,6 В имеет внутреннее сопро тивление r = 0,5 Ом |
|
. Найти КПД η элемента при токе в цепи I = 2,4 A. |
|
|
4. |
Амперметр с сопротивлением RA = 0,16 О м, |
зашунтирован |
сопротивлением RШ = 0,04 Ом. Амперметр показывает ток |
I А = 8 A. Найти |
|
ток I в цепи. |
|
5.Какой объем V воды можно вскипятить, затратив электрическую энергию W = 3 гВт× ч ? Начальная температура воды t0 = 10 0C .
6.Определите внутреннее сопротивление r исто чника тока, если во
внешней цепи при си ле тока I |
1 |
= 4 A развивается мощность |
P = 10 Вт , а при |
|
|
1 |
|
силе тока I 2 = 6 A – мощность P2 = 12 Вт . |
|
||
4.2 Правила К ирхгофа |
|
|
|
1. Батареи име ют ЭДС |
ε1 = 110 В и ε 2 = 220 В, |
сопротивления |
R1 = R2 = 100 Ом, R3 = 500 Ом. Найти показание амперметра I A .
2. Батареи имею т ЭДС ε1 = 2 В и ε 2 = 4 В, сопротивление R1 = 0,5 Ом
(см.рис. |
к задаче № 1). Падение потенциала на сопротивлении |
R2 равно |
U 2 = 1 В |
(ток через R2 направлен справа налево). Найти |
показание |
амперметра I A .
22
3. |
Батареи имею т ЭДС ε1 = 30 В и ε 2 = 5 В, сопротивления R2 = 10 Ом, |
|
R3 = 20 Ом (см.рис. |
к задаче № 1). Через амперметр течет ток I A = 1 A, |
|
направленный от R3 |
к R1 . Найти сопротивление R1 . |
|
4. |
Батареи име ют ЭДС ε1 = 2 В и ε 2 = 4 В, ε 3 = 6 В, сопротивления |
R1 = 4 Ом, R2 = 6 Ом и R3 = 8 Ом. Найти токи Ii во всех участках цепи.
5. Батареи имею т ЭДС ε1 = ε 2 = ε 3 , сопротивления R1 = 48 Ом, R2 = 24
Ом, падение напряжения на сопротивлении R2 равно U 2 = 12 В (см.рис. к
задаче № 4). Пренебрегая внутренним сопротивлением элементов, определите: 1) силу т ока Ii во всех участках цепи; 2) соп ротивление R3 .
6. Батареи имею т ЭДС ε1 = ε 2 = ε 3 , сопротивления R1 = 20 Ом, R2 = 12
Ом, падение напряжения на сопротивлении R2 равно U 2 = 6 В (см.рис. к
задаче № 4). Прене брегая внутренним сопротивление м источников ЭДС, определите: 1) силу т ока Ii во всех участках цепи; 2) соп ротивление R3 .
Раздел 5 Электромагнетизм |
|
|
|
5.1 Магнитное поле |
|
|
|
1. В однородном магнитном поле с индукцией |
В = 0,2 Тл |
находится |
|
прямой проводник длиной l = 15 см, по |
которому теч ет ток |
I = 5 A. На |
|
проводник действует сила F = 0,13 Н . |
Определите |
угол |
α между |
направлениями тока и вектором магнитной индукции.
2. В однородном магнитном поле перпендикулярн о линиям магнитной индукции движется прямой проводник длиной l = 40 с м. Определите силу Лоренца FЛ , действующую на свободный электрон проводника, если возникающая на его концах разность потенциалов составляет U = 10 мкВ .
23
3. Протон, ускоренный разностью потенциалов U = 0,5 кВ, влетая в
однородное магнитное поле с магнитной индукцией В = 2 мТл, движется по окружности. Определите радиус R этой окружности.
4. Как и во |
сколько |
раз отличаются радиусы кривизны |
траекторий |
|||
протона и электрона |
R p |
, если они влетают в однородное магнитное поле с |
||||
|
||||||
Re |
||||||
|
|
|
|
|
||
одинаковой скоростью перпендикулярно линиям магнитной индукции? |
||||||
5. Электрон, |
обладая |
скоростью v = 6 км/ с, влетает в |
однородное |
магнитное поле с индукцией В = 1 мТл перпендикулярно линиям магнитной индукции. Определите нормальное an и тангенциальное aτ ускорения электрона.
6.Сколько витков имеет катушка, индуктивность которой L = 1 мГн , если при токе I = 1 A магнитный поток сквозь катушку Ф = 2 мкВб ?
7.Длинный соленоид индуктивностью L = 4 мГн содержит N = 600
витков . Площадь поперечного сечения соленоида S = 20 cм2 . Определите магнитную индукцию B поля внутри соленоида, если сила тока, протекающего по его обмотке, равна I = 6 A.
Раздел 6 Волновая оптика
6.1 Интерференция света
1. В опыте Юнга отверстия освещались монохроматическим светом с длиной волны λ = 600 нм . Расстояние между отверстиями l = 1 мм , расстояние от отверстий до экрана L = 3 м . Найти положение трех первых светлых полос.
2.В опыте Юнга щели освещаются монохроматическим светом с длиной волны λ = 550 нм . Расстояние между щелями l = 1 мм . Определите расстояние L от щелей до экрана, если вторая светлая полоса на экране отстоит от центра интерференционной картины на расстоянии y = 2,75 мм .
3.Расстояние между двумя щелями в опыте Юнга l = 0,5 мм . Щели освещаются монохроматическим светом с длиной волны λ = 600 нм .
24
Определите расстояние L от щелей до экрана, если ширина
интерференционных полос |
y =1,2 мм . |
4. Плосковыпуклая |
линза радиусом кривизны R = 4 м выпуклой |
стороной лежит на стеклянной пластинке. Определите длину волны λ падающего монохроматического света, если радиус пятого светлого кольца в отраженном свете r5 = 3 мм .
5. Расстояние между вторым и первым темными кольцами Ньютона в отраженном свете l1 =1 мм . Определить расстояние l2 между десятым и девятым темными кольцами Ньютона.
6. Установка для получения колец Ньютона освещается монохроматическим светом с длиной волны λ = 550 нм . Определите радиус кривизны R линзы, если расстояние между вторым и третьим темными кольцами в отраженном свете l = 0,5 мм .
6.2 Дифракция света. Дифракция Френеля
1. Найти радиусы первых пяти зон Френеля, если расстояние от точечного источника света до волновой поверхности и от волновой поверхности до точки наблюдения равно a = b =1 м . Длина волны света
λ= 500 нм .
2.Найти радиусы первых пяти зон Френеля для плоской волны, если расстояние от волновой поверхности до источника наблюдения b =1 м . Длина волны света λ = 500 нм .
3.На диафрагму с круглым отверстием диаметром d = 5 мм падает нормально параллельный пучок света с длиной волны λ = 0,6 мкм.
Определите расстояние b от точки наблюдения до отверстия, если отверстие открывает: 1) две зоны Френеля; 2) три зоны Френеля.
4.Определите радиус четвертой зоны Френеля r4 , если радиус второй зоны Френеля для плоского волнового фронта равен r2 = 2 мм .
5.Плоская световая волна ( λ = 0,7 мкм) падает нормально на диафрагму с круглым отверстием радиусом r =1,4 мм . Определить
25
расстояние b1 , b2 , b3 от диафрагмы до трех наиболее удаленных от нее точек,
вкоторых наблюдаются минимумы интенсивности.
6.Посередине между источником монохроматического света с длиной волны λ = 550 нм и экраном находится диафрагма с круглым отверстием. Дифракционная картина наблюдается на экране, расположенном на расстоянии L = 5 м от источника. Определите радиус отверстия r , при котором центр дифракционных колец, наблюдаемых на экране, будет наиболее темным.
Раздел 7 Квантовая физика
7.1 Тепловое излучение |
|
|
|
1. Найти |
температуру T |
печи, если известно, что |
излучение из |
отверстия в |
ней площадью |
S = 6,1 см2 имеет мощность |
P = 34,6 Вт . |
Излучение считать близким к излучению абсолютно черного тела.
2. Какую энергетическую светимость RЭ имеет абсолютно черное тело,
если максимум спектральной плотности его энергетической светимости приходится на длину волны λ = 484 нм ?
3. Определите, как и во сколько раз изменится мощность излучения абсолютно черного тела, если длина волны, соответствующая максимуму его спектральной плотности энергетической светимости, сместилась с λ1 = 720
нм до λ2 = 400 нм .
4. Температура абсолютно черного тела изменилась при нагревании от
T1 =1000 К до T2 = 3000 К . Во сколько раз увеличилась при этом его энергетическая светимость? На сколько изменилась длина волны λ , на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости?
5. Абсолютно черное тело имеет температуру T1 = 2900 К . В результате остывания тела длина волны, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости, изменилась на λ = 9
мкм . До какой температуры T2 охладилось тело?
26
6. При увеличении термодинамической температуры абсолютно черного тела в 2 раза длина волны, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости, уменьшилась на
λ= 400 нм . Определить начальную температуру T1 тела.
7.2Энергия и импульс фотона. Внешний фотоэффект
1.С какой скоростью v должен двигаться электрон, чтобы его импульс был равен импульсу фотона с длиной волны λ = 520 нм ?
2.Какую ускоряющую разность потенциалов U должен пройти электрон, чтобы его импульс pe был равен импульсу p фотона, длина волны
которого равна λ = 200 нм . |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3. |
На цинковую ( AВ = 4 эВ ) пластинку падает монохроматический свет |
|||||||||
длиной |
волны |
λ = 220 нм . |
Определить максимальную |
скорость |
vMAX |
|||||
фотоэлектронов. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
Красная |
граница |
фотоэффекта |
для |
некоторого |
металла |
равна |
|||
λ0 = 500 нм . Определите: 1) работу выхода AВ |
электронов из этого металла; |
|||||||||
2) максимальную скорость vMAX |
электронов, вырываемых из этого металла |
|||||||||
светом с длиной волны λ = 400 нм . |
|
|
|
|
|
|||||
5. |
Задерживающее напряжение для серебряной пластинки ( AВ1 = 4,7 эВ |
|||||||||
) составляет U З1 = 0,95 В . |
При |
тех же условиях для пластинки |
цинка |
|||||||
задерживающее напряжение равно U З2 |
= 1,65 В . Определите работу выхода |
|||||||||
AВ2 электронов из цинка. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
6. |
Фотоны с энергией |
ε = 4,9 эВ |
вырывают электроны из металла с |
|||||||
работой |
выхода |
AВ = 4,5 эВ . |
Найти |
максимальный |
импульс |
pMAX , |
||||
передаваемый поверхности металла при вылете каждого электрона. |
|
|||||||||
Раздел 8 Физика атомного ядра |
|
|
|
|
|
|||||
8.1 Энергия связи. Ядерные реакции. Правила смещения |
|
|||||||||
1. |
Найти энергию связи EСВ ядра изотопа лития 37 Li ( m(37 Li)= 7,01600 |
|||||||||
а.е.м , m(01 n)=1,6749543 ×10−27 |
кг, |
m(11 p)=1,6726485×10−27 кг). |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
27 |
2. Энергия связи ядра, состоящего из трех протонов и четырех нейтронов, равна EСВ = 39,3 МэВ . Определите массу m нейтрального атома с этим ядром.
3. Найти энергию Q , выделяющуюся при реакции 37 Li+11H →24He+24He .
Массы ядер, участвующих в реакции: m(37 Li)= 7,01600 а.е.м ,
m(24 He)= 4,00260 а.е.м , m(11 H )= 1,00783 а.е.м .
4. Написать недостающие обозначения в реакциях: а) 23 He(X , p)13 H ;
б) 147 N (24 He,178 O)X ; в) 49 Be(24 He,126 C)X , X (n,α )13 H .
5.Пользуясь таблицей Менделеева и правилами смещения, определите,
вкакой элемент превращается изотоп урана 23892 U после трех α − и двух β − −
распадов.
6. Определите, сколько β − − и α − частиц выбрасывается при превращении изотопа радия 22588 Ra в изотоп свинца 20682 Pb . Запишите схему распада.
28
Список рекомендуемой литературы: |
|
|
|
|
||
1. |
1.Трофимова, Т. И. |
Курс физики: учеб. |
пособие |
для |
вузов |
/ |
|
Т. И. Трофимова. – 9- е изд., перераб. и доп. – |
М.: Издательский центр |
||||
|
«Академия», 2004. – 560 |
с. |
|
|
|
|
2. |
Трофимова, Т. И. Курс физики: учеб. |
пособие |
для |
вузов |
/ |
|
|
Т. И. Трофимова. – 9- е изд., перераб. и доп. – |
М.: Издательский центр |
||||
|
«Академия», 2008. – 560 |
с. |
|
|
|
|
3.http://biblioclub.ru Никеров, В. А. Физика. Современный курс
[Электронный ресурс] учебник / В. А. Никеров. - М.: Дашков и К°, 2012. - 452 с.
29