Контрольная работа для студентов заочной формы обучения

Тема: Электричество и магнетизм.

Пояснительная записка

Контрольная работа состоит из двух частей

Часть1 – задачи по вариантам

Часть2 - задача общая, но данные берутся из таблицы.

Всего студент должен решить 11 задач

Часть 1 Вариант 1

№ 1 Узкий пучок электронов, обладающих скоростью =210⁴ км/с, проходит в вакууме посередине между обкладками плоского конденсатора. Какую наименьшую разность потенциалов нужно приложить к пластинам, чтобы электроны не вышли из конденсатора? Расстояние между пластинами d = 1 см, длина их l = 3 см.

№ 2 Обкладки плоского конденсатора, расстояние между которыми d = 2 мм, взаимодействуют с силой F = 100 мН. Найти заряд конденсатора, если разность потенциалов между обкладками U = 500 В.

№ 3 Расстояние между пластинами плоского конденсатора d = 2,5 мм, площадь пластин S = 200 см². Конденсатор заряжен до разности потенциалов U = 2 кВ. Диэлектрик – слюда. Определить энергию W поля конденсатора и плотность энергии ω поля.

№ 4 От источника тока, ЭДС которого Е = 1500 В, требуется передать энергию на расстояние l =10 км. Потребляемая мощность P = 6 кВт. Найти минимальные потери мощности в сети, если диаметр алюминиевых подводящих проводов d = 0,5 см.

№ 5 Определите заряд q, прошедший по резистору с сопротивлением R = 1 Ом, при равномерном возрастании напряжения на концах резистора от U₁ = 1 В до U₂ = 5 В в течение времени τ = 10 с.

№ 6 Определите ток короткого замыкания источника ЭДС, если при внешнем сопротивлении R₁=10 Ом ток в цепи I₁=0,5А, а при сопротивлении R₂=250 Ом – а ток I₂=0,1 А.

№ 7 Электрон, влетающий в однородное магнитное поле под углом α=60 к линиям магнитной индукции, движется по спирали диаметром d=10 см с периодом обращения Т=610^-5 с. Определите скорость электрона, напряженность магнитного поля и шаг спирали.

№ 8 В однородном магнитном поле с индукцией В = 0,8 Тл равномерно вращается рамка из провода сопротивлением 0,05 Ом. Площадь рамки S = 250 см². Ось вращения лежит в плоскости рамки и перпендикулярна линиям индукции. Определите заряд q, который потечет по рамке при изменении угла между нормалью к рамке и линиями индукции от 0 до 60.

№ 9 К источнику тока подключили катушку индуктивностью L = 1,5 Гн. Определите сопротивление катушки, если за время t = 3 с сила тока в катушке достигнет 85% предельного значения.

№ 10 Воздушный конденсатор, состоящий из двух круглых пластин по S = 20 см² каждая, соединен параллельно с катушкой индуктивностью L = 1 мГн. Полученный колебательный контур резонирует на волну длиной  = 10 м. Определите расстояние между пластинами конденсатора.

Вариант 2

№ 1 Точечный заряд q = 10^-8 Кл находится на расстоянии l = 50 см от поверхности шара радиусом R = 9 см и заряженного до потенциала φ_ш = 25 кВ. Какую работу надо совершить для уменьшения расстояния между шаром и зарядом до l₂ = 20 см?

№ 2 Пылинка, заряд которой q = 6,410^-18 Кл, масса m = 10^-14 кг, удерживается в равновесии в плоском конденсаторе с расстоянием между обкладками d = 4 мм. Определить разность потенциалов U между обкладками.

№ 3 Найти напряженность поля плоского конденсатора и объемную плотность энергии, если расстояние между обкладками конденсатора d = 0,05 м. Конденсатор заряжен до разности потенциалов U = 600 В и обладает энергией W = 3,2 мкДж.

№ 4 Внешняя электрическая цепь потребляет мощность Р = 200 Вт. ЭДС батареи Е = 150 В, внутреннее сопротивление r = 5 Ом. Определить силу тока I в цепи, напряжение U, под которым находится внешняя цепь, и ее сопротивление R.

№ 5 Определите количество теплоты Q, выделяющейся в резисторе за первые две секунды, если сила тока в нем за это время возрастает по линейному закону от I₁=0 до I₂=4 А. Сопротивление резистора R=10 Ом.

№ 6 Вольтметр, сопротивление которого r = 900 Ом, включенный в сеть последовательно с сопротивлением R₁, показал напряжение U₁=198 В, а при включении его последовательно с сопротивлением R₂=2R₁ показал напряжение U₂=180 В. Определите сопротивление R₁ и напряжение в цепи.

№ 7 Как нужно расположить алюминиевый проводник, имеющий площадь поперечного сечения S=3,7810^-9 м², по которому проходит ток силой I₁=1 А, относительно горизонтально расположенного проводника с током I₂=5 А, чтобы алюминиевый проводник находился в равновесии?

№ 8 Замкнутый тонкий алюминиевый провод массой m = 6 г согнут в виде квадрата и помещен в однородное магнитное поле (В=0,5 Тл) так, что его плоскость перпендикулярна линиям поля. Найти заряд q, который потечет по проводнику, если квадрат, потянув за противоположные вершины, вытянуть в прямую линию.

№ 9 По соленоиду сопротивлением R = 5 Ом и индуктивностью L = 1,6 мГн течет ток I₀ = 1 А. Какое количество электричества протечет через обмотку соленоида, если концы ее замкнуть накоротко?

№ 10 Колебательный контур состоит из конденсатора и катушки индуктивности. Определить частоту колебаний, возникающих в контуре, если максимальная сила тока в катушке индуктивности I_m = 1,2 А, максимальная разность потенциалов на обкладках конденсатора U_m = 1200 В, энергия контура W = 1 мДж.