Тест 3 c-2

РГРТУ

кафедра ОиЭФ

Дисциплина "Физика" часть 2

Тест № 3 Вариант № 1

"Утверждаю"

зав. кафедрой.

1. Определить электроемкость плоского воздушного конденсатора c площадью обкладок S = 2,5 см², расстояние между которыми d = 1 мм. [1 балл]

2. Определить емкость батареи конденсаторов: С₁ = 2 пФ, С₂ = 4 пФ, С₃ = 4 пФ, С₄ = 4 пФ. [1 балл]

3. Определить емкость плоского конденсатора (см. рисунок), наполовину заполненного парафином (ε = 2). Площадь обкладок конденсатора S = 5,1 см², расстояние между обкладками d = 2 мм. [2 балла]

4. Конденсаторы электроемкостями С₁=1 мкФ, С₂=2 мкФ, С₃=3 мкФ включены в цепь с напряжением U =1,1 кВ. Определить энергию первого конденсатора при последовательном включении конденсаторов. [2 балла]

5. В вакууме из бесконечности вдоль одной прямой навстречу друг другу со скоростями 40 м/с и 80 м/с движутся два электрона. Определить минимальное расстояние, на которое они могут сблизиться, без учета гравитационного взаимодействия. [3 балла]

РГРТУ

кафедра ОиЭФ

Дисциплина "Физика" часть 2

Тест № 3 Вариант № 2

"Утверждаю"

зав. кафедрой.

1. Найти радиус внешней обкладки R₂ воздушного сферического конденсатора емкостью C = 4 пф, если радиус внутренней обкладки R₁ = 2 см. [1 балл]

2. Определить емкость батареи конденсаторов: С₁ = 2 пФ, С₂ = 3 пФ, С₃ = 3 пФ, С₄ = 1 пФ. [1 балл]

3. Заряд на обкладках плоского конденсатора, заполненного фарфором (ε = 5), q = 50 нКл. Определить, какое давление P оказывают обкладки на диэлектрик, если площадь обкладок S = 5 см². [2 балла]

4. Плоский воздушный конденсатор электроемкостью C = 1,11 нФ заряжен до разности потенциалов U = 300 В. После отключения от источника тока расстояние между обкладками конденсатора было увеличено в 5 раз. Определить работу A внешних сил по раздвижению обкладок. [2 балла]

5. Уединенная металлическая сфера электроемкостью 30 пФ заряжена до потенциала 1 кВ. Определить энергию поля, заключенного в сферическом слое, ограниченном сферой и концентрической с ней сферической поверхностью, радиус которой в три раза больше радиуса сферы. [3 балла]

РГРТУ

кафедра ОиЭФ

Дисциплина "Физика" часть 2

Тест № 3 Вариант № 3

"Утверждаю"

зав. кафедрой.

1. Какова длина цилиндрического конденсатора емкостью C = 10 пФ, если радиусы обкладок R₁ = 2 см и R₂ = 2,5 см, диэлектрик – парафин (ε = 2)? [1 балл]

2. Определить емкость батареи конденсаторов: С₁ = 4 пФ, С₂ = 2 пФ, С₃ = 2 пФ, С₄ = 4 пФ. [1 балл]

3. Три одинаковых конденсатора соединены последовательно. Емкость такой батареи C = 100 пФ. Определить емкость батареи конденсаторов, после того, как один из них заполнили парафином (ε = 2). [2 балла]

4. Конденсаторы электроемкостями С₁=2 мкФ, С₂=3 мкФ, С₃=5 мкФ включены в цепь. Определить энергию второго конденсатора при параллельном включении конденсаторов, если суммарный заряд двух других 1,4 мКл . [2 балла]

5. Электрическое поле создано заряженной зарядом 0,1 мкКл сферой радиусом 10 см. Какова энергия поля, заключенная в объеме, ограниченном концентрическими со сферой сферическими поверхностями, радиусы которых в два и в три раза больше радиуса сферы? [3 балла]

РГРТУ

кафедра ОиЭФ

Дисциплина "Физика" часть 2

Тест № 3 Вариант № 4

"Утверждаю"

зав. кафедрой.

1. Найти площадь обкладок плоского конденсатора емкостью C = 100 пФ, если расстояние между обкладками d = 0,7 мм, диэлектрик – стекло (ε = 7). [1 балл]

2. Определить емкость батареи конденсаторов: С₁ = 5 пФ, С₂ = 10 пФ, С₃ = 10 пФ, С₄ = 10 пФ. [1 балл]

3. Между пластинами плоского конденсатора, заряженного до разности потенциалов U = 600 В, находятся два слоя диэлектриков: стекла (ε = 7) толщиной d₁ = 7 мм и эбонита (ε = 3) толщиной d₂ = 3 мм. Площадь S каждой обкладки конденсатора равна 200 см². Найти электроемкость С конденсатора. [2 балла]

4. Между обкладками плоского конденсатора емкости C = 200 пФ находится плотно прилегающая стеклянная (e = 7) пластинка. Конденсатор заряжен до разности потенциалов U₁ = 100 В и отключен от источника. Какую работу нужно совершить, чтобы вытащить стеклянную пластинку из конденсатора? [2 балла]

5. Уединенный металлический шар радиусом 3 см несет некоторый заряд. Концентрическая к этому шару поверхность делит пространство на две части (внутренняя конечная и внешняя бесконечная), так что энергии электрического поля обеих частей одинаковы. Определить радиус этой сферической поверхности. [3 балла]

РГРТУ

кафедра ОиЭФ

Дисциплина "Физика" часть 2

Тест № 3 Вариант № 5

"Утверждаю"

зав. кафедрой.

1. Найти радиус R₁ внутренней обкладки сферического конденсатора емкостью C = 3,3 пФ, если радиус внешней R₂ = 3 cм, диэлектрик – парафин (ε = 2)? [1 балл]

2. Определить емкость батареи конденсаторов: С₁ = 2 пФ, С₂ = 3 пФ, С₃ = 2 пФ, С₄ = 4 пФ. [1 балл]

3. Определить емкость сферического конденсатора (см. рисунок), наполовину заполненного эбонитом (ε = 3). Радиусы обкладок R₁ = 2 см, R₂ = 3 см. [2 балла]

4. Конденсаторы электроемкостями С₁=4 мкФ, С₂=2 мкФ, С₃=3 мкФ включены в цепь с напряжением U = 1,5 кВ. Определить энергию третьего конденсатора при последовательном включении конденсаторов. [2 балла]

5. Сплошной парафиновый шар (ε=2) радиусом 10 см заряжен равномерно по объему с объемной плотностью 1 мкКл/м³. Определить энергию электрического поля, сосредоточенную внутри сферы радиусом 8 см. [3 балла]

РГРТУ

кафедра ОиЭФ

Дисциплина "Физика" часть 2

Тест № 3 Вариант № 6

"Утверждаю"

зав. кафедрой.

1.  Определить диэлектрическую проницаемость диэлектрика, заполняющего цилиндрический конденсатор длиной l = 6 см, емкостью C = 34 пФ с радиусами обкладок R₁ = 1 см и R₂ = 1,8 см. [1 балл]

2. Определить емкость батареи конденсаторов: С₁ = 3 пФ, С₂ = 4 пФ, С₃ = 1 пФ, С₄ = 2 пФ. [1 балл]

3. Расстояние d между обкладками плоского конденсатора равно 1,33 мм, площадь S обкладок равна 20 см². В пространстве между обкладками конденсатора находятся два слоя диэлектриков: слюды (ε = 7) толщиной d₁ = 0,7 мм и эбонита (ε = 3) толщиной d₂ = 0,3 мм. Определить электроемкость С конденсатора. [2 балла]

4. Какое количество теплоты Q выделится при разряде плоского конденсатора, если разность потенциалов U между пластинами равна 15 кВ, расстояние d=1 мм, диэлектрик – слюда (e = 7) и площадь S каждой пластины равна 300 см²? [2 балла]

5. В вакууме из бесконечности вдоль одной прямой навстречу друг другу со скоростями 30 м/с и 90 м/с движутся два электрона. Определить минимальное расстояние, на которое они могут сблизиться, без учета гравитационного взаимодействия. [3 балла]

РГРТУ

кафедра ОиЭФ

Дисциплина "Физика" часть 2

Тест № 3 Вариант № 7

"Утверждаю"

зав. кафедрой.

1.  Каково расстояние между обкладками плоского конденсатора емкостью C = 20 пФ, если площадь обкладок S = 5,6 cм², диэлектрик – парафин (ε = 2)? [1 балл]

2.  Определить емкость батареи конденсаторов: С₁ = 2 пФ, С₂ = 1 пФ, С₃ = 1 пФ, С₄ = 2 пФ. [1 балл]

3. В плоский конденсатор вдвинули плитку парафина (ε = 2) толщиной d = 1 см, которая вплотную прилегает к его обкладкам. На сколько нужно увеличить расстояние между обкладками, чтобы получить прежнюю емкость? [2 балла]

4. Конденсаторы электроемкостями С₁=2 мкФ, С₂=3 мкФ, С₃=4 мкФ включены в цепь. Определить энергию первого конденсатора при параллельном включении конденсаторов, если заряд второго 3 мКл . [2 балла]

5. Уединенная металлическая сфера электроемкостью 30 пФ заряжена до потенциала 300 В. Определить энергию поля, заключенного в сферическом слое, ограниченном сферой и концентрической с ней сферической поверхностью, радиус которой в три раза больше радиуса сферы. [3 балла]

РГРТУ

кафедра ОиЭФ

Дисциплина "Физика" часть 2

Тест № 3 Вариант № 8

"Утверждаю"

зав. кафедрой.

1.  Определить диэлектрическую проницаемость диэлектрика, заполняющего сферический конденсатор емкостью C = 5 пФ c радиусами обкладок R₁ = 1 см и R₂ = 3 см. [1 балл]

2. Определить емкость батареи конденсаторов: С₁ = 2 пФ, С₂ = 2 пФ, С₃ = 4 пФ, С₄ = 1 пФ. [1 балл]

3. Заряд на обкладках плоского конденсатора, заполненного стеклом (ε = 7), q = 50 нКл. Определить силу притяжения F обкладок, если их площадь S = 10 см². [2 балла]

4. Плоский воздушный конденсатор заряжен до разности потенциалов U = 200 В. После отключения от источника тока расстояние между обкладками конденсатора было увеличено в 3 раза. Определить начальную емкость конденсатора, если работа A внешних сил по раздвижению обкладок равна 0,4 мДж. [2 балла]

5. Сплошной парафиновый шар (ε=2) радиусом 10 см заряжен равномерно по объему с объемной плотностью 100 нКл/м³. Определить энергию электрического поля, сосредоточенную вне сферы радиусом 16 см. [3 балла]

РГРТУ

кафедра ОиЭФ

Дисциплина "Физика" часть 2

Тест № 3 Вариант № 9

"Утверждаю"

зав. кафедрой.

1.  Определить электроемкость цилиндрического воздушного конденсатора длиной l = 10 см, с радиусами обкладок R₁ = 1 см и R₂ = 2 см. [1 балл]

2. Определить емкость батареи конденсаторов: С₁ = 1 пФ, С₂ = 1 пФ, С₃ = 1 пФ, С₄ = 6 пФ. [1 балл]

3. Определить емкость цилиндрического конденсатора (см. рисунок) длиной l = 5 см, наполовину заполненного стеклом (ε = 7). Радиусы обкладок R₁ = 1 см, R₂ = 2,1 см. [2 балла]

4. Чему была равна разность потенциалов между обкладками, если при уменьшении ее на 500 В энергия конденсатора уменьшилась в 2,25 раза? [2 балла]

5. Электрическое поле создано заряженной зарядом 0,1 мкКл сферой радиусом 30 см. Какова энергия поля, заключенная в объеме, ограниченном концентрическими с сферой сферическими поверхностями, радиусы которых в два и в три раза больше радиуса сферы. [3 балла]

РГРТУ

кафедра ОиЭФ

Дисциплина "Физика" часть 2

Тест № 3 Вариант № 10

"Утверждаю"

зав. кафедрой.

1.  Определить диэлектрическую проницаемость диэлектрика, заполняющего плоский конденсатор емкостью C = 25 пФ, расстояние между обкладками которого d = 1 мм, площадь обкладок S = 4 см². [1 балл]

2. Определить емкость батареи конденсаторов: С₁ = 6 пФ, С₂ = 6 пФ, С₃ = 6 пФ, С₄ = 2 пФ. [1 балл]

3. Три одинаковых конденсатора соединены параллельно. Емкость такой батареи C = 10 пФ. Определить емкость батареи конденсаторов, после того, как один из них заполнили парафином (ε = 2). [2 балла]

4. Конденсаторы электроемкостями С₁=1 мкФ, С₂=2 мкФ, С₃=4 мкФ включены в цепь с напряжением U = 2,2 кВ. Определить энергию второго конденсатора при последовательном включении конденсаторов. [2 балла]

5. Сплошной фарфоровый шар (ε=5) радиусом 10 см заряжен равномерно по объему с объемной плотностью 1 мкКл/м³. Определить энергию электрического поля, сосредоточенную внутри сферы радиусом 8 см. [3 балла]

РГРТУ

кафедра ОиЭФ

Дисциплина "Физика" часть 2

Тест № 3 Вариант № 11

"Утверждаю"

зав. кафедрой.

1. Во сколько раз увеличится емкость сферического конденсатора с радиусами обкладок R₁ = 1 см и R₂ = 3 см, если радиус внутренней обкладки увеличить на ∆R = 0,5 cм? [1 балл]

2. Определить емкость батареи конденсаторов: С₁ = 2 пФ, С₂ = 1 пФ, С₃ = 4 пФ, С₄ = 2 пФ. [1 балл]

3. Электроемкость плоского конденсатора равна 1,5 мкФ. Расстояние d между обкладками равно 5 мм. Какова будет электроемкость конденсатора, если на нижнюю обкладку положить лист эбонита (ε = 3) толщиной d₁ = 3 мм? [2 балла]

4. Конденсатор электроемкостью С₁=666 пФ зарядили до разности потенциалов U =1,5 кВ и отключили от источника тока. 3атем к конденсатору присоединили параллельно второй, незаря­женный конденсатор электроемкостью С₂=444 пФ. Определить энергию, израсходованную на образование искры, проскочившей при соединении конденсаторов. [2 балла]

5. Протон движется в вакууме вдоль оси закрепленного тонкого кольца радиуса 27,5 см перпендикулярно его плоскости. Кольцо равномерно заряжено положительным зарядом, равным заряду протона. Какую наименьшую скорость должна иметь частица на очень большом расстоянии от кольца, чтобы, двигаясь к кольцу достичь его центра. [3 балла]

РГРТУ

кафедра ОиЭФ

Дисциплина "Физика" часть 2

Тест № 3 Вариант № 12

"Утверждаю"

зав. кафедрой.

1. Найти радиус внешней обкладки R₂ воздушного цилиндрического конденсатора емкостью C = 5 пФ, если радиус внутренней обкладки R₁ = 1,5 см, длина конденсатора l = 21 см. [1 балл]

2. Определить емкость батареи конденсаторов: С₁ = 2 пФ, С₂ = 1 пФ, С₃ = 4 пФ, С₄ = 2 пФ. [1 балл]

3. Разность потенциалов между обкладками плоского конденсатора U = 100 В. Площадь каждой обкладки S = 200 см², расстояние между обкладками d = 0,5 мм, пространство между ними заполнено парафином (ε = 2). Определить силу притяжения обкладок друг к другу. [2 балла]

4. Конденсаторы электроемкостями С₁=6 мкФ, С₂=2 мкФ, С₃=3 мкФ включены в цепь. Определить энергию третьего конденсатора при параллельном включении конденсаторов, если заряд первого 2,4 мКл. [2 балла]

5. Сплошной фарфоровый шар (ε=5) радиусом 10 см заряжен равномерно по объему с объемной плотностью 100 нКл/м³. Определить энергию электрического поля, сосредоточенную вне сферы радиусом 16 см. [3 балла]

РГРТУ

кафедра ОиЭФ

Дисциплина "Физика" часть 2

Тест № 3 Вариант № 13

"Утверждаю"

зав. кафедрой.

1. На сколько изменится емкость плоского воздушного конденсатора с площадью обкладок S = 10 см², если увеличить расстояние между обкладками от d₁ = 1 мм до d₂ = 1,5 мм? [1 балл]

2. Определить емкость батареи конденсаторов: С₁ = 2 пФ, С₂ = 2 пФ, С₃ = 2 пФ, С₄ = 6 пФ. [1 балл]

3. Определить емкость плоского конденсатора (см. рисунок), наполовину заполненного парафином (ε = 2). Площадь обкладок конденсатора S = 10 см², расстояние между обкладками d = 1,5 мм. [2 балла]

4. На сколько процентов уменьшится энергия конденсатора при уменьшении напряжения на конденсаторе в 3 раза? [2 балла]

5. Уединенная сфера радиусом 4 см заряжена до потенциала 600 В. Какова энергия поля, заключенная в объеме, ограниченном концентрическими со сферой сферическими поверхностями, радиусы которых в два и в три раза больше радиуса сферы? [3 балла]

РГРТУ

кафедра ОиЭФ

Дисциплина "Физика" часть 2

Тест № 3 Вариант № 14

"Утверждаю"

зав. кафедрой.

1. Определить электроемкость воздушного сферического конденсатора c радиусами обкладок R₁ = 1 см и R₂ = 2 см. [1 балл]

2. Определить емкость батареи конденсаторов: С₁ = 3 пФ, С₂ = 3 пФ, С₃ = 3 пФ, С₄ = 2 пФ. [1 балл]

3. Плоский воздушный конденсатор электроемкостью C = 1,11 нФ заряжен до разности потенциалов U = 300 В. После отключения от источника тока расстояние между обкладками конденсатора было увеличено в 5 раз. Определить разность потенциалов U на обкладках конденсатора после их раздвижения. [2 балла]

4. Конденсатор емкостью С = 20 мкФ заряженный до разности потенциалов U = 200 В замыкают резистором сопротивлением R = 1 кОм. Какое количество теплоты выделится на резисторе за время, в течение которого заряд конденсатора уменьшается в два раза? [2 балла]

5. Электрическое поле создано заряженной зарядом 0,1 мкКл сферой радиусом 10 см. Какова энергия поля, заключенная в объеме, ограниченном концентрическими со сферой сферическими поверхностями, радиусы которых в три и в четыре раза больше радиуса сферы? [3 балла]

РГРТУ

кафедра ОиЭФ

Дисциплина "Физика" часть 2

Тест № 3 Вариант № 15

"Утверждаю"

зав. кафедрой.

1.  На сколько изменится емкость цилиндрического воздушного конденсатора с радиусами обкладок R₁ = 0,5 см и R₂ = 1,5 см, если увеличить его длину на Δl = 2 см? [1 балл]

2. Определить емкость батареи конденсаторов: С₁ = 3 пФ, С₂ = 6 пФ, С₃ = 1 пФ, С₄ = 1 пФ. [1 балл]

3. На пластинах плоского конденсатора равномерно распре­делен заряд с поверхностной плотностью σ = 0,2 мкКл/м². Расстоя­ние d между пластинами равно 1 мм. На сколько изменится раз­ность потенциалов на его обкладках при увеличении расстояния d между пластинами до 3 мм? [2 балла]

4. Плоский воздушный конденсатор электроемкостью C = 1,11 нФ заряжен до разности потенциалов U = 300 В. После отключения от источника тока расстояние между обкладками конденсатора было увеличено в n раз. Работа A внешних сил по раздвижению обкладок 0,35 мДж. Определить n. [2 балла]

5. Уединенная металлическая сфера электроемкостью 20 пФ заряжена до потенциала 1 кВ. Определить энергию поля, заключенного в сферическом слое, ограниченном сферой и концентрической с ней сферической поверхностью, радиус которой в четыре раза больше радиуса сферы. [3 балла]

№

1

2

3

4

5

1

2,2 пФ

5 пФ

3 пФ

0,18 Дж

7 см

2

4,5 см

2 пФ

113 Па

0,2 мДж

10 мкДж

3

2 см

3 пФ

120 пФ

0,06 Дж

75 мкДж

4

11,3 см²

5 пФ

88,5 пΦ

6 мкДж

6 см

5

1 см

1 пФ

13,3 пФ

0,54 Дж

25,8 нДж

6

6

1 пФ

35,4 пΦ

0,209 Дж

7 см

7

0,5 мм

3 пФ

0,5 см

1 Дж

0,9 мкДж

8

3

6 пФ

0,02 Н

10 нФ

0,5 нДж

9

8 пф

2 пФ

15 пФ

1,5 кВ

25 мкДж

10

7

4 пФ

13,3 пФ

0,77 Дж

10 нДж

11

2

2 пФ

2,5 мкФ

0,3 мДж

1 м/с

12

15,5 см

2 пФ

7,08 мН

0,24 Дж

0,2 нДж

13

3 пФ

2 пФ

8,85 пФ

89 %

1,7 нДж

14

2,2 пФ

1 пФ

1,50 кВ

0,3 Дж

37,5 мкДж

15

1 пФ

1 пФ

45,2 В

8

7,5 мкДж