Зимняя сессия 2014 / Физика / Контрольная работа по физик3

Контрольная работа по физике № 3.

Специальность «Прикладная информатика»

В контрольную работу входят задачи: 1-электрический ток, 2-4 –магнитное поле.

Вариант 1.

1. Сила тока в проводнике равномерно нарастает от до в течение времени . Определить заряд , прошедший в проводнике.

2. Найти магнитную индукцию в центре тонкого кольца, по которому идет ток . Радиус кольца равен 5 см.

3. Прямой провод, по которому течет ток , расположен в однородном магнитном полое перпендикулярно линиям индукции. С какой силой действует поле на отрезок провода длиной , если магнитная индукция равна ?

4. Вычислить циркуляцию вектора индукции вдоль контура, охватывающего токи , , текущие в одном направлении, и ток , текущий в противоположном направлении.

Вариант 2.

1. Определить плотность тока в железном проводе длиной 10 м, если провод находится под напряжением 6 В.

2. По обмотке очень короткой катушки радиусом течет ток . Сколько витков проволоки намотано на катушку, если напряженность магнитного поля в ее центре равна 800 А/м?

3. Прямой провод длиной , по которому течет ток , находится в однородном магнитном поле с индукцией . Найти угол между направлениями вектора и тока, если на провод действует сила .

4. Найти магнитный поток , создаваемый соленоидом сечением , если он имеет витков на каждый сантиметр его длины при силе тока .

Вариант 3.

1. Напряжение на шинах электростанции равно 6600 В. Потребитель находится на расстоянии 10 км. Какого сечения нужно взять медный провод для устройства двухпроводной линии передачи, если сила тока в линии равна 20 А и потеря напряжения в проводах не должна превышать 3%?

2. Длинный прямой соленоид из проволоки диаметром намотан так, что витки плотно прилегают друг к другу. Какова напряженность магнитного поля внутри соленоида при силе тока ? Толщиной изоляции пренебречь.

3. Квадратная проволочная рамка расположена в одной плоскости с длинным прямым проводом так, что две ее стороны параллельны проводу. По рамке и проводу текут одинаковые токи . Определить силу , действующую на рамку, если ближайшая к проводу сторона рамки находится на расстоянии, равном ее длине.

4. Плоский контур, площадь которого 25 см², находится в однородном магнитном поле с индукцией . Определить магнитный поток , пронизывающий контур, если плоскость его составляет угол с линиями индукции.

Вариант 4.

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

2. По прямому бесконечно длинному проводнику течет ток . Определить магнитную индукцию в точке, удаленной на расстояние от проводника.

3. Двухпроводная линия состоит из длинных параллельных прямых проводов, находящихся на расстоянии друг от друга. По проводам текут одинаковые токи . Определить силу взаимодействия токов, приходящуюся на единицу длины провода.

4. Соленоид длиной и сечением содержит витков. Вычислить потокосцепление при силе тока в обмотке 10 А.

Вариант 5.

1. К источнику тока с ЭДС присоединили катушку с сопротивлением . Амперметр показал силу тока, равную . Когда к источнику тока подсоединили последовательно еще один источник тока с такой же ЭДС, то сила тока в той же катушке оказалась равной . Определить внутренние сопротивления и первого и второго источников тока.

2. Два длинных параллельных провода находятся на расстоянии один от другого. По проводам текут в противоположных направлениях одинаковые токи каждый. Найти напряженность магнитного поля в точке, находящейся на расстоянии от одного и от другого провода.

3. Шины генератора представляют собой две параллельные медные полосы длиной каждая, отстоящие друг от друга на расстоянии . Определить силу взаимного отталкивания шин в случае короткого замыкания, когда по ним течет ток .

4. Плоская квадратная рамка со стороной лежит в одной плоскости с бесконечно длинным проводом, по которому течет ток . Рамка расположена так, что ближайшая к проводу сторона параллельна ему и находится на расстоянии от провода. Определить магнитный поток , пронизывающий рамку.

Вариант 6.

1. Два одинаковых источника тока с ЭДС и внутренним сопротивлением соединены, как показано на рис. а и б. Определить силу тока в цепи и разность потенциалов между точками и в первом и втором случаях.

2. Расстояние между двумя длинными параллельными проводами равно 5 см. По проводам в одном направлении текут одинаковые токи каждый. Найти напряженность магнитного поля в точке, находящейся на расстоянии от одного и от другого провода.

3. По двум параллельным проводам длиной каждый текут одинаковые токи. Расстояние между проводами равно 1 см. Токи взаимодействуют с силой . Найти силу тока в проводах.

4. Определить, во сколько раз отличаются магнитные потоки, пронизывающие рамку при двух ее положениях относительно прямого проводника с током, представленных на рисунке.

Вариант 7.

1. Два элемента , , , соединены одноименными полюсами. Сопротивление соединительных проводов равно . Определить силу тока в цепи.

2. Два бесконечно длинных прямых провода скрещены под прямым углом (см. рис.). По проводам текут токи и . Расстояние между проводами равно 10 см. Определить магнитную индукцию в точке , одинаково удаленной от обоих проводников.

3. По трем параллельным прямым проводам, находящимся на одинаковом расстоянии друг от друга, текут одинаковые токи . В двух проводах направления токов совпадают. Вычислить силу , действующую на отрезок длиной каждого провода.

4. Квадратная рамка со стороной длиной расположены в одной плоскости с прямым бесконечно длинным проводом с током. Расстояние от провода до середины рамки равно 1 м. Вычислить относительную погрешность, которая будет допущена при расчете магнитного потока, пронизывающего рамку, если поле в пределах рамки считать однородным, а магнитную индукцию — равной значению ее в центре рамки.

Вариант 8.

1. Лампочка и реостат, соединенные последовательно, присоединены к источнику тока. Напряжение на зажимах лампочки равно 40 В, сопротивление реостата равно 10 Ом. Внешняя цепь потребляет мощность . Найти силу тока в цепи.

2. По двум бесконечно длинным прямым проводам, скрещенным под прямым углом, текут токи и . Расстояние между проводами равно 20 см. Определить магнитную индукцию в точке (см. рис.), одинаково удаленной от обоих проводов на расстояние, равное .

3. По витку радиусом течет ток . Определить магнитный момент кругового тока.

4. В однородном магнитном поле с индукцией находится прямой провод длиной , расположенный перпендикулярно линиям индукции. По проводу течет ток . Под действием сил поля провод переместился на расстояние . Найти работу сил поля.

Вариант 9.

1. ЭДС батареи аккумуляторов , сила тока короткого замыкания равна 5 А. Какую наибольшую мощность можно получить во внешней цепи, соединенной с такой батареей?

2. Бесконечно длинный прямой провод согнут под прямым углом. По проводнику течет ток . Какова магнитная индукция в точке (см. рис.), если ?

3. Очень короткая катушка содержит витков тонкого провода. Катушка имеет квадратное сечение со стороной длиной . Найти магнитный момент катушки при силе тока .

4. Плоский контр, площадь которого равна 300 см², находится в однородном магнитном поле с индукцией . Плоскость контура перпендикулярна линиям индукции. В контуре поддерживается неизменный ток . Определить работу внешних сил по перемещению контура с током в область пространства, магнитное поле в которой отсутствует.

Вариант 10.

1. К батарее аккумуляторов, равна 2 В и внутреннее сопротивление , присоединен проводник. Определить: 1) сопротивление проводника, при котором мощность, выделяемая в нем, максимальна; 2) мощность , которая при этом выделяется в проводнике.

2. По бесконечно длинному прямому проводу, изогнутому так, как это указано на рисунке. Течет ток . Определить магнитную индукцию в точке , если .

3. Магнитный момент витка равен . Определить силу тока в витке, если его диаметр .

4. По проводу, согнутому в виде квадрата со стороной , течет ток , , сила которого поддерживается неизменной. Плоскость квадрата составляет угол с линиями индукции однородного магнитного поля (). Вычислить работу , которую надо совершить для того, чтобы удалить провод за пределы поля.

Вариант 11.

1. ЭДС батареи равна 20 В. Сопротивление внешней цепи равно 2 Ом, сила тока . Найти КПД батареи. При каком значении внешнего сопротивления КПД будет равен 99%?

2. Бесконечно длинный прямой провод согнут под прямым углом. По проводу течет ток . Вычислить магнитную индукцию в точках, лежащих на биссектрисе угла и удаленных от вершины угла на .

3. Напряженность магнитного поля в центре кругового витка равна . Магнитный момент витка равен . Вычислить силу тока в витке и радиус витка.

4. По кольцу, сделанному из тонкого гибкого провода радиусом , течет ток . Перпендикулярно плоскости кольца возбуждено магнитное поле с индукцией , по направлению совпадающей с индукцией собственного магнитного поля кольца. Определить работу внешних сил, которые, действуя на провод, деформировали его и придали ему форму квадрата. Сила тока при этом поддерживалась неизменной. Работой против упругих сил пренебречь.

Вариант 12.

1. К зажимам батареи аккумуляторов присоединен нагреватель. ЭДС батареи равна 24 В, внутреннее сопротивление . Нагреватель, включенный в цепь, потребляет мощность . Вычислить силу тока в цепи и КПД нагревателя.

2. По бесконечно длинному прямому проводу, согнутому под углом , течет ток . Найти магнитную индукцию в точках, лежащих на биссектрисе угла и удаленных от вершины его на расстояние .

3. Электрон в невозбужденном атоме водорода движется вокруг ядра по окружности радиусом . Вычислить магнитный момент эквивалентного кругового тока и механический момент , действующий на круговой ток, если атом помещен в магнитное поле, линии индукции которого параллельны плоскости орбиты электрона. Магнитная индукция поля равна 0,1 Тл.

4. Виток, по которому течет ток , свободно установился в однородном магнитном поле с индукцией . Диаметр витка равен 10 см. Определить работу , которую нужно совершить, чтобы повернуть виток на угол относительно оси, совпадающей с диаметром. То же, если угол .

Вариант 13.

1. Обмотка электрического кипятильника имеет две секции. Если включена только первая секция, то вода закипает через , если только вторая, то через . Через сколько минут закипит вода, если обе секции включить последовательно? Параллельно?

2. По контуру в виде равностороннего треугольника идет ток . Длина стороны треугольника равна 30 см. Определить магнитную индукцию в точке пересечения высот.

3. Электрон в атоме водорода движется вокруг ядра по круговой орбите некоторого радиуса. Найти отношение магнитного момента эквивалентного кругового тока к моменту импульса орбитального движения электрона. Заряд электрона и его массу считать известными.

4. Квадратная рамка со стороной , по которой течет ток , свободно установилась в однородном магнитном поле (). Определить работу, которую необходимо совершить при повороте рамки вокруг оси, лежащей в плоскости рамки и перпендикулярной линиям магнитной индукции, на угол .

Вариант 14.

1. При силе тока во внешней цепи батареи аккумуляторов выделяется мощность , при силе тока — соответственно . Определить ЭДС и внутреннее сопротивление батареи.

2. По контуру в виде квадрата идет ток . Длина стороны квадрата равна 20 см. Определить магнитную индукцию в точке пересечения диагоналей.

3. Проволочный виток радиусом находится в однородном магнитном поле напряженностью . Плоскость витка образует угол с направлением поля. По витку течет ток . Найти механический момент , действующий на виток.

4. Магнитный поток пронизывает замкнутый контур. Определить среднее значение ЭДС индукции , возникающей в контуре, если магнитный поток изменится до нуля за время .