Раздел III «Электричество и магнетизм»

1. На двух одинаковых капельках воды, взвешенных в воздухе, находятся отрицательные заряды, равные двум элементарным зарядам каждый. Определить массу капельки, если электрическая сила отталкивания капелек уравновешивает силу их взаимного тяготения.

2. Расстояние между двумя точечными зарядами +2·10^-8 Кл и –7·10^-8 Кл равно 12 см. Определить напряженность поля зарядов в точке, удаленной на 9 см от первого и на 5см от второго заряда. Заряды находятся в воздухе.

3. Два точечных заряда по 3·10^-7 Кл каждый расположены в воздухе на расстоянии 8 см друг от друга. Определить напряженность и потенциал поля в точке, удаленной на 8 см от каждого заряда.

4. К пластинам плоского конденсатора, находящимся на расстоянии 6 мм друг от друга, приложена разность потенциалов 180 В. Пространство между пластинами заполнено стеклом. Определить величину заряда на пластинах, если площадь каждой пластины 130 см².

5. Разность потенциалов между внутренней и внешней поверхностями мембраны митохондрии внутри клетки печен крысы составляет 180 мВ. Толщина мембраны 9 нм. Какова напряженность электрического поля в мембране? Вычислите электроемкость внешней поверхности мембраны митохондрии, если площадь ее поверхности 15 мкм², считая, что диэлектрическая проницаемость мембраны равна 6.

6. На сколько изменится сопротивление железного провода длиной 120 км и площадью поперечного сечения 8 мм², если температура воздуха изменяется от - 42⁰С зимой до +35⁰С летом?

7. Обмотка электромагнитов генератора сделана из медного провода, имеющего при температуре 15⁰С сопротивление 15,7 Ом. После работы сопротивление обмотки повысилось до 18,2 Ом. Какова при этом температура обмотки?

8. Имеется моток медной проволоки площадью поперечного сечения 0,2 мм². Масса всей проволоки 0,5 кг. Определить сопротивление проволоки.

9. Определить сопротивление проводника, который нужно соединить параллельно с проводником, имеющим сопротивление 250 Ом, чтобы их общее сопротивление стало равным 90 Ом.

10. Генератор с ЭДС 160 В и внутренним сопротивлением 0,5 Ом питает сеть освещения, в которой установлено 120 ламп с сопротивлением по 300 Ом каждая, соединенных параллельно. Определить напряжение на полюсах генератора.

11. Сколько времени необходимо для того, чтобы в проводнике, находящемся под напряжением 220 В, при силе тока 1,5 А выделилось 1200 Дж теплоты?

12. Применяемый на животноводческих фермах электронагреватель позволяет нагревать 100 кг воды от 10⁰С до 40⁰С за 15 мин. Определить мощность нагревателя и силу тока в нем, если он подключен к сети с напряжением 220 В.

13. Для подогрева воды, используемой при поении сельскохозяйственных животных в зимний период, применяют электроводонагреватель, потребляющий мощность 12 кВт. Сколько времени требуется для нагревания 500 л воды от 3⁰С до 25⁰С?

14. Какую емкость надо включить в колебательный контур, чтобы при индуктивности 18 мГн получить частоту 1600 Гц?

15. Катушка индуктивностью 11 мГн присоединена к плоскому конденсатору. Площадь пластин конденсатора 230 см², расстояние между ними 1,8 см. Каким диэлектриком надо заполнить пространство, чтобы колебательный контур резонировал на волну длиной 760 м?

16. Сопротивление образца мышечной ткани животного измеряется при пропускании через него сначала постоянного, а затем переменного тока. При какой частоте переменного тока полное сопротивление ткани будет в 2 раза больше величины ее активного сопротивления, равного 800 Ом? Емкость ткани равна 0,03 мкФ.

17. Отношение индуктивного сопротивления тела животного к его емкостному сопротивлению оказалось равным 0,6. При какой частоте переменного тока проводились измерения, если индуктивность животного 6 мГн, а его электроемкость 35 мкФ?

18. Во сколько раз изменится полное сопротивление образца мышечной ткани при измерении его в цепях переменного тока с частотой 9 кГц и 90 кГц? Активное сопротивление ткани 85 Ом, ее электроемкость 0,7 мкФ.

19. При каком напряжении по обмотке дросселя, имеющего активное сопротивление 60 Ом и индуктивность 0,3 Гн, пойдет ток силой 5 А, если частота тока 50 Гц?

20. Обмотка дросселя имеет активное сопротивление 50 Ом. При напряжении на обмотке 220 В по ней идет ток 7А. Определить индуктивность дросселя, если частота тока 50 Гц.

21. В цепь переменного тока включены последовательно активное сопротивление 25 Ом, дроссель с индуктивностью 45 мГ и конденсатор с емкостью 0,6 мкФ. При какой частоте тока индуктивное сопротивление цепи равно ее емкостному сопротивлению? Чему равно при этом полное сопротивление?

22. Активное сопротивление участка здоровой ткани равно 30 Ом и его электроемкость 3 мкФ. Полное сопротивление этого же участка воспаленной ткани оказалось в 3 раза меньше, чем полное сопротивление здоровой ткани. Измерения проводились при частоте переменного тока 1,5 кГц. Какова электроемкость воспаленной ткани?

23. Между полюсами электромагнита создается однородное магнитное поле, индукция которого 0,2 Тл. По проводу, помещенному перпендикулярно силовым линиям, течет ток силой 8А. Найти силу, действующую на провод, если его длина 1,3 м.

24. По прямолинейному проводу длиной 0,07 м, помещенному в однородное магнитное поле, индукция которого 1,34 Тл, идет ток силой 1,5 А. На провод действует сила 0,08 Н. Определить угол между направлениями поля и тока.

25. На проводник с током, помещенный в однородное магнитное поле под углом 20˚ к силовым линиям, действует сила 0,05 Н. Определить индукцию магнитного поля, если длина проводника 2 м, сила тока 10 А.