Файловый архив студентов. Файловый архив студентов.
1261 вуз, 4605 предмет.
/ Регистрация
FAQ Обратная связь Вопросы и предложения
Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Уфимский Государственный Нефтяной Технический Университет
Предмет:
[НЕСОРТИРОВАННОЕ]
Файл:

Помощник по физике

.pdf
Скачиваний:
39
Добавлен:
17.03.2015
Размер:
587.07 Кб
Скачать
☆

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31

 

 

 

7.3

Изменение S

энтропии при плавлении массы m = 1 кг льда (t = 00 С,

льда = 330 кДж/кг) (Дж/кг):

 

 

 

 

 

 

1)

1 800;

2)

1 209;

3)

2 900;

4)

4 000;

5)

3 250.

7.4

Азот массой

m = 28 г

адиабатически расширили в n = 2 раза, а затем

изобарно

сжали

до

первоначального

объема.

Изменение S энтропии

газа (Дж/кг):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

20,2;

2)

0;

3)

-20,2;

4)

40,4;

5)

10,1.

7.5 Тепловые машины работают по циклам, представленным на рисунках. Максимальный КПД при одинаковых температурах нагревателей и холодильников:

1) В; 2) Г; 3) Б; 4) А; 5) все имеют одинаковый КПД.

7.6 Для кpугового пpоцесса, изобpаженного на рисунке, KL и MN - изотеpмы,а KN и LM - обpатимые адиабаты.Система совеpшает цикл Каpно KLMNК, получая количество теплоты Q1 от

нагpевателя пpи темпеpатуpе T1 и отдавая количество теплоты Q2 холодильнику пpи темпеpатуpе T2. Все следующие утвеpждения веpны, за исключением:

1) энтpопия нагpевателя уменьшается; 2) энтpопия системы возpастает; 3) выполненная pабота pавна Q1-Q2.4) Q1/T1=Q2/T2 ; 5) КПД цикла не зависит от пpиpоды pабочего тела.

7.7 В цикле Карно газ получил от теплоотдатчика теплоту Q1 = 500 Дж и совершил работу А = 100 Дж. Температура теплоотдатчика Т1 = 400 К. Темпе-

ратура Т2

теплоприёмника (К):

 

 

 

 

1)

400;

2)

880;

3)

100;

4)

273;

5)

320.

7.8 Идеальная тепловая машина, работающая по циклу Карно, совершает за один цикл работу А = 2,94 кДж и отдает за один цикл холодильнику количе-

ство теплоты Q2 = 13,4 кДж. КПД цикла (%):

 

 

1)

90;

2)

48;

3)

18;

4)

45;

5)

70.

7.9 Рабочим телом в двигателе автомобиля служит:

1)

воздух;

2)

вода;

3)

бензин;

4)

поршень;

5) цилиндр.

7.10 Максимально возможное значение КПД тепловой машины, использующей нагреватель с температурой 527 0С и холодильник с температурой 27 0С:

32

1)

0,95;

2)

0,73;

3)

0,38;

4)

0,63;

5)

0,05.

8 Распределение Максвелла и Больцмана.Явления переноса. Жидкости, их строение

8.1 Глицерин (ρ=1200 кг/м3) поднялся в капиллярной трубке диаметром канала d =1 мм на высоту h = 20 мм. Поверхностное натяжение глицерина

при полном смачивание

(10-2 н·м):

 

 

 

 

1)

2,3;

2) 6,2;

3)

0,8;

4)

0,01;

5)

0,073.

8.2 Средняя длина свободного пробега молекул

l воздуха при нормальных

условиях, если диаметр молекул воздуха = 0,3 нм (нм):

1)

10,1;

2)

94,2;

3)

22,2;

4)

68,1;

5)

32,5.

8.3 Средняя длина свободного пробега l

молекулы азота в сосуде вмести-

мостью =5 л, если масса газа m = 0,5 г, эффективный диаметр молекулы dэф =

0,30 нм (10-6 м):

1) 2,12; 2) 1,14; 3) 3,14; 4) 0,41; 5) 1,21.

8.4 В опыте обнаружено, что при подъеме проволочной рамки из воды водяная пленка разрывается при значении силы 2,8 10-3 Н. Значение коэффициента поверхностного натяжения воды, если ширина проволочной рамки 2 см равно (Н/м):

1) 7 10-2; 2) 14 10-2; 3) 7 10-4; 4) 1,4 10-3; 5) 5,6 10-3.

8.5 Капля ртути имеет форму шара, так как:

1) с любых неровностей атомы ртути испаряются быстрее, поэтому все выступы на капле быстро исчезают; 2) ртуть очень плотная, поэтому между атомами ртути очень велики силы собственного гравитационного притяжения; 3) это особое свойство ртути; 4) жидкость стремится принять форму шара в результате действия принципа минимума потенциальной энергии; 5) этому явлению нет объяснения.

8.6 Считая, что

температура 300 К воздуха и ускорение свободного падения

не

зависят

от

высоты,

определите, на какой высоте плотность воздуха

уменьшится в е раз по

сравнению

с

плотностью воздуха на уровне мо-

ря (км):

 

 

 

 

 

 

 

1)

2,8;

2)

3,8;

3) 4,8; 4)

6,8;

5)

8,8.

8.7 График, соответствующий распределению Максвелла:

 

 

33

 

 

1)

2)

3)

f(V)

f(V)

 

f(V)

0,5

 

V2

 

 

V

V

V

P

4)

5)

 

n

 

 

P0

 

 

 

 

 

T2 T2>T1

T1

h h

8.8 Факторы, обусловливающие распределение молекул по высоте:

1) притяжение молекул к земле и теплое движение; 2) силы взаимного отталкивания молекул; 3) силы взаимного притяжения молекул; 4) процесс теплопередачи; 5) диффузия.

8.9 Барометрическая формула;

 

 

 

n

 

 

 

 

 

Mg h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

PV γ const ;

2) P

P1V1

;

3) P

RT

;

4) P P0 e RT ;

V n

 

5)

P n kT .

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.10 Определение средней длины свободного пробега:

1) минимальное расстояние, на которое сближаются при столкновении центры двух молекул; 2) путь, который проходит молекула между двумя соударениями; 3) путь, который проходит молекула газа за время между двумя последовательными соударениями; 4) средний путь, проходимый молекулой между двумя последовательными соударениями; 5) путь, проходимый молекулой за 1 с.

ЭЛЕКТРОСТАТИКА

ОСНОВНЫЕ ФОРМУЛЫ

1 Закон Кулона: сила F взаимодействия между двумя неподвижными точечными зарядами q1 и q2, находящимися на расстоянии r друг от друга, равна

F k q 1 q 2

,

r 2

 

 

 

34

где

k

1

 

= 9 109 (Н·м2 )/Кл2 – коэффициент, зависящий от выбора

4

0

 

 

 

системы единиц, о = 8,85·10-12 Ф/м, - диэлектрическая проницаемость среды (показывает, во сколько раз сила взаимодействия двух зарядов в данной точке меньше, чем в вакууме).

2 Закон сохранения зарядов. В любой замкнутой системе заряженных тел алгебраическая сумма зарядов остается постоянной:

q1 q2 qn const,

где n – число заряженных тел в системе.

3 Напряженностью электрического поля в данной точке называют вектор E ,

равный силе F , действующей на единичный положительный заряд q в данной точке:

 

 

 

F

 

E

.

 

 

q

В соответствии с этим и законом Кулона напряженность поля точечного заряда Q равна

E k

Q

.

r 2

 

 

Напряженность поля, создаваемого металлической заряженной сферой радиуса R на расстоянии r от центра сферы:

а) внутри сферы (r < R)

E

 

0 ;

 

 

 

 

б) на поверхности сферы (r = R)

 

 

E

 

k

Q

;

 

 

R 2

в) вне сферы (r > R)

 

 

 

 

Q

 

 

E

 

k

 

.

 

r 2

 

Напряженность поля заряженной плоскости равна

 

 

E

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где - поверхностная плотность заряда.

Для пространства между двумя разноименно заряженными плоскостями

E E1 E 2 2

 

 

 

.

2 0

 

 

 

0

4 Если напряженность E в каждой точке поля постоянна, то поле называют однородным, в противном случае – неоднородным. Если электрическое поле создано системой точечных зарядов Q1, Q2, …, то каждый из них

35

создает поле E1 ,

E2 , …,

а результирующее поле при этом равно (прин-

цип суперпозиции )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

E E 1 E 2 E n E i .

 

 

 

 

i 1

5 Теорема Гаусса для электрического поля в вакууме:

 

 

 

1

 

n

Фе Е d S

ЕndS

 

 

Qi ,

 

 

 

S

S

 

ε0 i 1

n

где Q i - алгебраическая сумма зарядов, заключенных внутри замк-

i 1

нутой поверхности S; n – число зарядов.

6 Потенциальная энергии точечного заряда q в поле точечного заряда Q:

Qq

W p 4 0 r .

7 Потенциал – это скалярная величина, являющаяся энергетической характеристикой электрического поля, численно равная потенциальной энергии единичного положительного заряда, помещенного в данную точку:

 

Wp

 

Q

 

q

4 0 r .

 

 

Если поле задано системой точечных зарядов Q1, Q2, …, то потенциал в произвольной точке пространства является алгебраической суммой потенциалов полей, созданных отдельными зарядами:

i

Qi

,

4 r

 

0 i

 

где ri – расстояние от i-го заряда до произвольной точки.

8 Работа, совершаемая силами электростатического поля при перемещении заряда q из точки 1 в точку 2:

r2

 

qQ

 

r2

dr

 

qQ

 

1

 

1

 

 

A12 q

Edrcos α

 

 

 

 

 

 

q( 1 2 ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

r2

 

 

 

 

 

r1

 

4πε

0 r1

 

4ππ0 r1

 

r2

 

Для элементарной работы можно написать dA = qd или

dA Frdr qE rdr .

9 Связь между напряженностью и потенциалом электростатического поля:

36

d E r dr ,

где r – произвольное направление в пространстве. Из этой формулы мож-

но найти компоненты E :

 

 

 

 

E x

 

d

,

E y

d

,

Ez

 

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dz

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

 

 

dy

 

 

 

и вектор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

d

 

 

d

 

 

 

 

 

 

E E

 

i E

 

j E

 

 

 

j

k

 

grad , (12.8)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

y

 

z

 

 

dx

 

dy

 

 

dz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т.е. напряженность электрического поля равна градиенту потенциала со знаком минус.

10 Электрический диполь – система двух разноименных зарядов, которая ха-

рактеризуется дипольным моментом

 

 

P

q l . Эту величину можно

определить и так:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p q r ( q) r _ q l ,

 

 

 

 

 

 

где l

r

r

( r , r - радиус-векторы зарядов). Такое определе-

ние можно распространить на систему зарядов, для которой можно поставить эквивалентный диполь с моментом:

p q i r i .

11Вектор поляризации P , являющийся количественной мерой процесса поляризации диэлектрика:

 

 

p i

 

P

.

 

 

V

Вектор поляризации пропорционален электрическому полю:

P χε0ε E ,

где - диэлектрическая восприимчивость (безразмерный коэффициент пропорциональности).

12 Связь диэлектрической проницаемости с диэлектрической восприимчи-

востью :

ε 1 χ .

13 Электроемкость уединенного проводника:

37

C Q ,

где Q – заряд, сообщенный проводнику; - потенциал проводника. 14 Емкость плоского конденсатора:

C 0 S , d

где S – площадь каждой пластины конденсатора; d – расстояние между пластинами.

Емкость системы конденсаторов при последовательном и параллельном соединении:

1

n

n

 

1

И C Ci ,

C

C

 

i 1 i

i 1

где Ci - емкость i- го конденсатора; n – число конденсаторов. 15 Энергия уединенного заряженного проводника:

W

C 2

 

 

Q 2

 

 

 

 

 

2C .

2

 

 

 

Энергия заряженного конденсатора:

 

 

 

 

 

 

 

W

C 2

 

 

Q

 

Q2

,

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

2C

где Q – заряд конденсатора; С – его емкость; - разность потенциалов между обкладками.

16 Энергия взаимодействия системы точечных зарядов:

1 n

W 2 i 1 Q i i ,

где i - потенциал, создаваемый в той точке, где находится заряд Qi , всеми зарядами, кроме i- го.

9 Основные характеристики электрического поля. Закон Кулона. Принцип суперпозиции. Проводники и диэлектрики

вэлектрическом поле

9.1Легкая электрически нейтральная полоска из диэлектрика притягивается к электрически заряженному телу, потому что:

1)заряды от заряженного тела через воздух перетекают на металлическую полоску, а потом взаимодействуют с другими электрическими зарядами;

2)электрические заряды обладают способностью взаимодействовать с тела-

ми, не имеющими электрических зарядов; 3) электрическое поле заряженного тела приводит в движение электроны и положительные ионы в метал-

38

лической полоске, концы ее заряжаются противоположными знаками;

4)электрическое поле заряженного тела приводит в движение электроны в металлической полоске, концы ее заряжаются противоположными знаками;

5)в результате смещения в противоположные стороны положительных и отрицательных связанных зарядов происходит поляризация диэлектрика.

9.2 На рисунке приведена картина силовых линий электростатического поля. Какое соотношение для напряженностей Е и потенциалов в точках 1 и 2 верно?

1)

Е1 = E2, 1 > 2 ;

2)

Е1 > E2, 1 < 2 ;

3)

Е1 < E2, 1 > 2 ;

4)

Е1 > E2, 1 > 2 ;

5) Е1 < E2 , 1 < 2 .

 

 

9.3 Для полярного диэлектрика справедливы утверждения: А. Дипольный момент молекул диэлектрика в отсутствие внешнего электрического поля равен нулю. В. Диэлектрическая восприимчивость обратно пропорциональна температуре. С. Образец диэлектрика в неоднородном внешнем электрическом поле втягивается в область более сильного поля в случае:

1) А и С; 2) только В; 3) только С; 4) А и В; 5) В и С.

9.4 Электрон, пролетев разность потенциалов U = 104 В, влетает в плоский конденсатор параллельно пластинам на равном расстоянии от них. Расстоя-

ние между пластинами d = 2 см, длина конденсатора = 10 см. Если к пластинам конденсатора приложена разность потенциалов U1 = 300 В, то вертикальное смещение электрона при вылете из конденсатора (мм):

1) 4,75; 2) 9, 50; 3) 6,55; 4) 3,75; 5) 5,55.

9.5 Если тонкий стержень длиной = 10 см несет равномерно распределенный заряд q = 1 нКл, то потенциал электрического поля в точке, лежащей на оси стержня на расстоянии а = 20 см от ближнего его конца (В):

1) 31,5; 2) 33,5; 3) 32,5; 4) 34,5; 5) 36,5.

9.6 Медный шар радиусом R = 0,5 см помещен в масло. Плотность масла m = 0,8·103 кг/м3, плотность меди = 8,6·103 кг/м3. Однородное электрическое

поле направлено

вертикально вверх и его напряженность Е = 3,6 МВ/м.

Если в

электрическом поле

шар

оказался

взвешенным в масле, то его

заряд q

(нКл):

 

 

 

 

 

1)

15;

2)

11;

3)

13;

4)

14;

5) 16.

9.7 Если восемь заряженных водяных капель радиусом r = 1 мм и зарядом q = 0,1 нКл каждая сливаются в одну общую водяную каплю, то потенциал большой капли (кВ):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

39

 

 

 

 

 

1)

5,6;

2)

3,6;

3)

4,6;

 

4)

6,6;

5)

5,0.

 

 

9.8 Два одинаковых заряда находятся в воздухе на расстоянии

10 см

друг от

друга. Напряженность поля в точке, удаленной на расстоянии

6 см

от одно-

го и 8 см от другого заряда равна 1 кВ/м. Значение зарядов (нКл):

 

1)

0,35;

2)

3,5;

3)

35;

4)

350;

5)

0,00035.

 

 

9.9 Разность потенциалов между точками, лежащими на одной силовой ли-

нии на расстоянии

3 см

друг от друга, равна 120 В. Напряженность одно-

родного электрического поля (В/м):

 

 

1)

4000;

2)

400;

3)

40;

4)

4;

5)

0,4.

9.10 По сфере радиуса R равномерно распределен заряд q. Напряженность Е и потенциал электрического поля в центре сферы:

1)

Е = 0, = 0;

2) Е = 0, =

q

 

; 3) Е =

q

, = 0;

 

 

4ππ R2

 

 

 

 

 

 

 

4ππ0R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

4)

Е =

q

 

, =

q

;

5)

нет верного.

 

 

 

 

4ππ R2

 

4ππ0R

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.11 В однородном электрическом поле (вектор Е направлен вниз) на нити длиной 1 м висит положительно заряженный шарик массы m = 20 г. Сила натяжения нити равна 0,3 Н. Сила натяжения нити, если заряд шарика увеличить в два раза (Н):

1) 0,1 Н; 2) 0,8 Н; 3) 0,4 Н; 4) 0,2 Н; 5) нет верного.

9.12 Два металлических шарика радиусами R1 и R2, имеющие одинаковые по величине и противоположные по знаку заряды, взаимодействуют с силой F. Шарики приводят в соприкосновение и разводят на прежнее расстояние. Новая сила взаимодействия шариков:

 

F

 

 

F

 

1) F; 2) 0; 3)

 

; 4)

 

 

;

5) нет верного.

 

 

1 R1 R2

 

1 R2 R1

 

9.13 Потенциал электрического поля на поверхности металлической заряженной сферы радиусом R = 10 см равен 4 В. На расстоянии 5 см от центра сферы и на расстоянии 20 см от центра сферы значения потенциала электри-

ческого поля 1

и 2 (В):

 

 

 

1)

1 = 0 , 2

= 2;

2) 1 = 4 ,

2 = 2;

3) 1 = 1 ,

2 = 16;

4)

1 = 2 , 2 = 8;

5) 1 = 16 , 2 = 1.

 

 

 

9.14 Если два точечных заряда q1 = 30 нКл и q2 = -10 нКл находятся в вакууме на расстоянии d = 20 см друг от друга, то напряженность электрического по-

40

ля в точке, находящейся на расстоянии r1 = 15 см от первого и на расстоянии

r2 = 10 см от второго зарядов (кВ/м):

 

 

 

1)

16,7;

2)

15,7;

3)

13,7;

4)

14,7;

5)

15,9.

9.15 Для электрического заряда утверждение неверно:

1)

наличие заряда проявляется в том, что заряженное тело взаимодействует с

другими

заряженными телами;

2) заряды могут исчезать и появляться

вновь;

3) суммарный заряд изолированной системы не может изменяться;

4)

величина заряда, измеряемая в различных инерциальных системах, оказы-

вается одинаковой;

5) заряд квантуется.

 

 

9.16 Формула, описывающая напряженность поля бесконечной однородно заряженной плоскости:

1) E

σ

;

2) E

σ

;

3) E 0 ;

4) E

1

 

q

;

 

 

 

 

 

 

 

2ε0

 

ε0

 

 

4π ε0 r 2

 

1q r

5)E 4π ε0 R 3 .

9.17 Силовые линии точечного положительного заряда изображены на ри-

сунке:

1)

2)

3)

4)

5)

9.18 Два шарика одинаковых радиусов и массы подвешены на нитях одинаковой длины так, что их поверхности соприкасаются. После сообщения каждому шарику заряда q0 = 0,4 мкКл они оттолкнулись друг от друга и разошлись на угол 2 = 600. Если расстояние от центра шарика до точки подвеса

= 20 см, то масса m каждого шарика

(г):

 

 

1)

10,6;

2)

12,6;

3)

6,2;

4)

11,6;

5)

13,6.

9.19 От одного тела к другому

может быть передан минимальный по абсо-

лютному значению положительный электрический заряд (Кл):

1)

е 1,6

10-19 ; 2)

2е 3,2

10-19

; 3)

1/3 е 5,.3 10-20 ; 4) любой

сколько угодно малый;

 

5) 1.

 

 

 

 

10 Работа электрического поля. Электроемкость. Конденсаторы. Энергия электрического поля

10.1 При соответствующем соединении трех конденсаторов емкостью 1, 2 и 3 мкФ емкость батареи будет иметь минимальное и максимальное

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
Помощь Обратная связь Вопросы и предложения Пользовательское соглашение Политика конфиденциальности