176_КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №2

43.По витку радиусом 10 см. течет ток 50 А. Виток помещен в однородное магнитное поле напряженностью 100 А/м. Определить

вращающийся (механический) момент, действующий на виток, если плоскость витка составляет угол 600 с линиями напряженности.

44.Кольцо радиусом 10 см находится в однородном магнитном поле напряженностью 1000 А/м. Плоскость кольца составляет угол 300 с линиями напряженности. Вычислите величину магнитного потока, пронизывающего кольцо.

45.Электрон в невозбужденном атоме водорода движется (согласно

теории Бора) вокруг ядра по окружности радиусом 0,529*10 8 см. Движение электрона по окружности эквивалентно круговому току. Определить магнитный момент атома водорода, обусловленный этим круговым током.

46.На железный стержень длиной 50 см. и сечением 2 см2 намотан в один слой провод так, что на каждый сантиметр длины стержня приходится 20 витков. Определить энергию магнитного поля в сердечнике соленоида, если сила тока в обмотке 0,5 А.

47.По обмотке соленоида индуктивностью 0,2 Гн течет ток 10 А. Определить энергию магнитного поля соленоида.

48.Электрон в однородном магнитном поле движется по винтовой линии радиусом 5 см и шагом 20 см. Определить скорость электрона, если

индукция магнитного поля 10 4 Тл.

49.По двум параллельным проводам длиною 2,5 м каждый, текут одинаковые токи силой 1000 А. Расстояние между проводами 20 см. Определить силу взаимодействия токов.

50.В однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл равномерно вращается рамка, содержащая 1000 витков. Площадь рамки 150 см2. Рамка

делает 10 об/с. Определить мгновенное значение Э.Д.С., соответствующее углу поворота рамки 300.

51. Соленоид с сердечником из немагнитного материала содержит N = 1200 витков провода, плотно прилегающих друг к другу. При силе тока I = 4 А магнитный поток Ф = 6 мкВб. Определить индуктивность L соленоида и энергию W магнитного поля соленоида.

52. Протон движется по окружности в однородном магнитном поле (В = 2Тл). Определить силу эквивалентного кругового тока I создаваемого движением протона.

53.Электрон в атоме движется вокруг ядра по круговой орбите некоторого радиуса. Найти отношение магнитного момента эквивалентного кругового тока к моменту импульса орбитального движения электрона Pm/L. Заряд электрона и его массу считать известными. Указать на чертеже направление векторов Pm и L.

54.Частица, несущая один элементарный заряд, влетела в однородное

магнитное поле с индукцией В = 0,2 Тл под углом 300 к направлению линий индукции. Определить силу Лоренца Fn, если скорость частиц V = 10,5 м/с.

55.Электрон движется в однородном магнитном поле перпендикулярно линиям индукции. Определить силу F, действующую на электрон со стороны поля, если индукция поля В = 0,2 Тл, а радиус кривизны траектории R = 0,2 см.

56.Электрон движется по окружности в однородном магнитном поле с напряженностью Н = 5*103 А/м. Определить частоту обращения n электрона.

57. Протон и - частица, ускоренные одинаковой разностью потенциалов, влетают в однородное магнитное поле. Во сколько раз радиус R1 кривизны траектории протона больше радиуса R2 траектории - частицы?

58. В электронной цепи, содержащей сопротивление r = 20 Ом и индуктивность L = 0,06 Гн, течет ток силой I = 20 А. Определить силу тока в цепи через t 0,2 мс. после ее размыкания.

59. Индуктивность соленоида, намотанного в один слой на немагнитный каркас, L = 0,5 мГн. Длина соленоида l 0,6м , диаметр D = 2 см. Определить отношение n числа витков соленоида к его длине.

60. Соленоид сечением S = 10 см2 содержит N = 1000 витков. Индуктивность В магнитного поля внутри соленоида при силе тока I = 5 A равна 0,1 Тл. Определить индуктивность L соленоида.

Вариант Б.

1. На рисунке АА – заряженная бесконечная плоскость с поверхностной плотностью заряда в 4*10 9 Кл/см2 и В – одноименно заряженный шарик с массой 1 г. и зарядом в 3*10 10 Кл. Какой угол с плоскостью АА образует

нить, на которой висит шарик?

2. Восемь заряженных водяных капель радиусом 1 мм. и зарядом в

10 10 Кл каждая сливаются в одну общую водяную каплю. Найти радиус большой капли, ее потенциал.

3.Длинная прямая тонкая проволока несет равномерно распределенный заряд. Вычислить линейную плотность заряда, если напряженность поля на расстоянии r = 0,5 м от проволоки против ее середины Е = 2 В/см.

4.Расстояние между зарядами Q1 = 100 нКл и Q2 = -50 нКл равно d = 10 см. Определить силу F, действующую на заряд Q3 = 1 мкКл. Отстоящий на r1 = 12 см от заряда Q1 и на r2 = 10 см от заряда Q2.

5.Поверхностная плотность заряда бесконечно протяженной вертикальной плоскости равна 400 мкКл/м2. К плоскости на нити подвешен заряженный шарик массой m = 10 г. Определить заряд Q шарика, если нить

образует с плоскостью угол 300 .

6.Пылинка массой m = 5 нг, несущая на себе N = 10 электронов, прошла

ввакууме ускоряющую разность потенциалов U = 1 мВ. Какова кинетическая энергия Т пылинки? Какую скорость v приобрела пылинка?

7.Пылинка массой m = 200 мкг, несущая на себе заряд Q = 40 нКл, влетела в электрическое поле в направлении силовых линий. После

прохождения разности потенциалов U = 200 В пылинка имела скорость v0 = 10 м/с. Определить скорость v пылинки до того, как она влетела в поле.

8.Определить потенциальную энергию W системы двух точечных

зарядов Q1 = 400 нКл и Q2 = 20 нКл, находящихся на расстоянии r = 5 см. друг от друга.

9.Найти соотношение скоростей ионов Cu++ и К+, прошедших одинаковую разность потенциалов.

10.Пылинка массой 10 5 г, несущая на себе заряд 10 8 Кл, влетела в электрическое поле в направлении силовых линий. После прохождения разности потенциалов 150 В пылинка имела скорость 20 м/с. Какова была скорость пылинки до того, как она влетела в поле?

11.Два конденсатора емкостью С1 = 5 мкФ и С2 = 8 мкФ соединены последовательно и присоединены к батарее с Э.Д.С. 80В. Определить заряды Q1 и Q2 конденсаторов и разности потенциалов U1 и U2 между их обкладками.

12.Плоский конденсатор с площадью пластин S = 200 см2 каждая заряжена до разности потенциалов U = 2 кВ. Расстояние между пластинами d = 2 см. Диэлектрик – стекло. Определить энергию W поля конденсатора и плотность w энергии поля.

13.На пластинах плоского конденсатора находится заряд Q = 10 нКл. Площадь S каждой пластины конденсатора равна 100 см2, диэлектрик – воздух. Определить силу F, с которой притягиваются пластины. Поле между пластинами считать однородным.

14.Плоский конденсатор с площадью пластин 300 см2 каждая заряжена до разности потенциалов 1000 В. Расстояние между пластинами 4 мм. Диэлектрик – стекло. Определить энергию поля конденсатора и плотность энергии поля.

15.К воздушному конденсатору, заряженному до разности потенциалов 500 В и отключенному от источника напряжения, присоединили параллельно второй конденсатор таких же размеров и формы, но с диэлектриком (стекло). Определить диэлектрическую проницаемость стекла, если после присоединения второго конденсатора разность потенциалов уменьшилась до 70 В.

16.Ток в магистрали равен 0,8 А. В нее включаются три параллельных сопротивления: первое сопротивление в 20 Ом, второе – 15 Ом. Ток через первое сопротивление равен 0,3 А. Найти величину третьего сопротивления.

17.Сопротивление 5 Ом, вольтметр и источник тока соединены параллельно. Вольтметр показывает 10 В. Если заменить сопротивление на

12 Ом, то вольтметр показывает 12 В. Определить Э.Д.С. и внутреннее сопротивление источника тока. Током через вольтметр пренебречь.

18. Катушка с сопротивлением 3000 Ом и вольтметр, соединенные последовательно, включены в цепь постоянного тока с напряжением 220 В. Вольтметр показал напряжение 160 В. При замене катушки на другую вольтметр показал 120 В. Определить сопротивление другой катушки.

теми же точками потенциометра при отключении вольтметра.

20. Три батареи с Э.Д.С. 1 = 8 В, 2 = 3 В и 3 = 4 В и внутренним сопротивлением ri = 2 Ом соединены каждое одноименными полюсами. Пренебрегая сопротивлением соединительных проводов, определить силы токов, идущих через батареи.

21.Батарею замыкают на внешнее сопротивление R1 = 1 Ом, а затем на внешнее сопротивление R2 = 4 Ом. Найти Э.Д.С. батареи, если в каждом из случаев мощность, выделяемая во внешней цепи, одинакова и равна 16 Вт.

22.Определить цену деления гальванометра, если при R1 = 590 Ом,

R2 = 2890 Ом, R = 110 Ом, Rr = 280 Ом стрелка гальванометра отклонилась на 30 делений. Э.Д.С. элемента 2,6В .

23. Что покажет вольтметр. Сопротивление которого RV = 300 Ом, при

R2 = 200 Ом; R3 = 300 Ом; R4 = 400 Ом. Внутренним сопротивлением источников можно пренебречь.

24. К генератору, Э.Д.С. которого 100 В, подключено сопротивление в 34 Ом и к нему последовательно три параллельно включенных сопротивления, два из которых по 40 Ом, а третье – 80 Ом. Найти силу тока и падение напряжения на третьем сопротивлении в разветвлении. Сопротивлением генератора пренебречь.

сопротивление равно 2000 Ом? Сопротивлением генератора пренебречь.

26. Что покажет вольтметр с очень большим сопротивлением, если два элемента с Э.Д.С. 1,5В и внутренним сопротивлением r = 1,5 ом соединить, как показано на рисунках:

а) ?; б) ? R = 0,5 Ом.

Как изменятся показания вольтметра, если одну из Э.Д.С. увеличить в два раза?

27.В проводнике за время t = 10 с при равномерном возрастании силы

тока от I1 = 1 А до I2 = 2 А выделилось количество теплоты Q = 5 кДж. Найти сопротивление R проводника.

28.К концам свинцовой проволоки длиной 1 м приложено напряжение

10 В. Сколько времени пройдет от начала протекания тока до момента. Когда свинец начнет плавиться? Начальная температура свинца 350С.

Табличные данные: удельная теплоемкость свинца 130 Дж/кг*К,

удельное сопротивление свинца 2,1*10 7 Ом*м, плотность свинца 11,3*103 кг/м3, температура плавления свинца 3270С.

29.Электрический чайник имеет две секции нагревательной проволоки. При включении одной из них он вскипает за 8 мин., при включении второй – за 24 мин. За сколько минут вскипает чайник, если включить: а) обе секции последовательно; б) обе секции параллельно. Напряжение в сети, К.П.Д. чайника, количество воды в нем и начальную температуру в обоих случаях считать одинаковыми.

30.В электрическом чайнике за 8 мин. нагревается 2,5 л. воды от 200С до кипения. Определить стоимость нагревания, если коэффициент полезного действия чайника 85%, а напряжение в сети 220 В. Стоимость электроэнергии 0,2 руб. за 1 кВт*ч. Найти сопротивление спирали чайника.

31.Сколько никеля выделилось при электролизе, если израсходовано 3 кВт*ч электроэнергии и напряжение на электродах было равным 4 В?

32.Сколько времени длилось никелирование, если на изделии осел слой никеля массой 1,8 г при силе тока 2 А?

Табличные данные: электрохимический эквивалент никеля

К= 3*10 7 кг/Кл.

33. За какое время при электролизе медного купороса масса медной пластинки (катода) увеличится на m 99мг ? Площадь пластинки S = 25 см2, плотность тока j = 200 А/м2.

Найти толщину d слоя меди, образовавшегося на пластинке.

34. Амперметр, включенный последовательно с электролитической ванной с раствором AgNO3, показывает ток I = 0,9 А. Верен ли амперметр, если за время 5мин. прохождения тока выделилась масса m = 316 мг. серебра?

35.Какую электрическую энергию W надо затратить, чтобы при

электролизе раствора AgNO3 выделилась масса m = 500 мг. серебра? Разность потенциалов на электродах U = 4 В.

36.Два параллельных бесконечно длинных провода, по которым течет ток силой 60 А, расположены на расстоянии 10 см друг от друга. Определить напряженность магнитного поля в точке, отстоящей от одного проводника на расстоянии 5 см и от другого – на расстоянии 12 см.

37.Квадратная рамка со стороной 2 см, содержащая 100 витков тонкого

провода подвешена на упругой нити, постоянная кручения которой

9,8*10 6 Н*м/град. Плоскость рамки совпадает с направлением линий напряженности внешнего магнитного поля. Определить напряженность внешнего магнитного поля, если при пропускании по рамке тока силой в 1 А она повернулась на угол 600.

38.По двум длинным параллельным проводам текут в одинаковом направлении токи 20 А и 50 А. Определить напряженность магнитного поля в точке, удаленной от первого провода на 8 см и от второго на 20 см.

39.В однородное магнитное поле напряженностью 1000 А/м помещен прямой проводник длиной 20 см (подводящие провода находятся вне поля). Определить силу, действующую на проводник, если по нему течет ток 50 А, а угол между направлением тока и вектором напряженности 30.

40.В однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл равномерно вращается рамка, содержащая 1000 витков. Площадь рамки 150 см2. Рамка

делает 10 об/с. Определить мгновенное значение Э.Д.С., соответствующее углу поворота рамки в 300.

41.Электрон в однородном магнитном поле движется по винтовой линии радиусом 5 см. и шагом 20 см. Определить скорость электрона, если

индукция магнитного поля 10 4 Тл.

42.Рамка с током 5 А содержит 20 витков тонкого провода. Определить магнитный момент рамки с током, если ее площадь 10 см2.

43.Протон влетел в магнитное поле перпендикулярно линиям

напряженности и описал дугу радиусом 10 см. определить скорость протона, если напряженность магнитного поля 105 А/м.

52.Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией

В= 10 мТл по винтовой линии, радиус которой R = 1,5 см и шаг h = 10 см. Определить период обращения Т электрона и его скорость v.

53.Электрон в невозбужденном атоме водорода движется вокруг ядра

по окружности радиуса R = 0,53*10 8 см. Вычислить магнитный момент Pm эквивалентного кругового тока и механический момент М, действующий на круговой ток, если атом помещен в магнитное поле с индукцией В = 0,4 Тл, направленной параллельно плоскости орбиты электрона.

54.Частица, несущая один элементарный заряд, влетела в однородное магнитное поле с индукцией В = 0,01 Тл. Определить момент импульса L которым обладала частица при движении в магнитном поле, если радиус траектории частицы R = 0,5 мм.

55.Заряженная частица с кинетической энергией Т = 2 кэВ движется в однородном магнитном поле по окружности радиусом R = 4 мм. Определить силу Лоренца Fn, действующую на частицу со стороны поля.

56.Электрон движется по окружности радиусом R = 0,8 см в магнитном поле с индукцией В = 4 мТл. Какова кинетическая энергия Т электрона?

57.Проволочный виток радиусом R = 25 см расположен в плоскости магнитного меридиана. В центре установлена небольшая магнитная стрелка,

составляющую индукции земного магнитного поля принять равной В = 20 мкТл.

58.В однородном магнитном поле перпендикулярно линиям индукции расположен плоский контур площадью S = 100 см2. Поддерживая в контуре постоянную силу тока I = 50 А, если переместили из поля в область пространства, где поле отсутствует. Определить индукцию магнитного поля, если при перемещении контура была совершена работа А = 0,4 Дж.

59.Соленоид содержит N = 600 витков. При силе тока I = 10 А магнитный поток Ф = 80 мкВб. Определить индуктивность L соленоида.