физика РГР2+приложение Б

Таблица 2 – Варианты заданий РГР № 2 «Электродинамика»

Вар.	Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике, 1981.	Физика. Задания к практическим занятиям / под ред. Ж.П. Лагутиной	Приложение В
А1	16-4; 19-14; 22-2; 23-2; 26-5	11.2; 18.2	4
А2	14-3; 19-29; 21-1; 23-9; 25-6; 26-2	12.18	6
А3	14-5; 19-12; 24-13; 23-3; 25-25; 18-2	11.43	3
А4	17-4; 20-4; 21-4; 23-11; 25,37; 26-1	11.16	2
А5	16-1; 19-13; 24-2; 23-5; 25-9; 18-13	12.14	1
А6	15-4; 17-2; 19-17; 23-13; 25-26; 18-4	11.3	12
А7	14-4; 16-4; 22-2; 23-6; 25-7; 26-3	12.17	28
А8	14-2; 17-7; 19-15; 21-5; 23-16; 18-14	18.1	5
А9	15-6; 16-2; 21-2; 23-4; 25-35; 26-4	11.11	24
А10	14-1; 15-5; 20-5; 22-1; 23-12; 25-8; 18-1		25
В11	15-13; 17-12; 21-8; 25-42; 26-6	11.24; 15.35	20
В12	15-7; 17-20; 19-18; 21-7; 25-34; 18-16	11.26	21
В13	14-23; 15-19(1); 17-9; 15-36; 25-43; 26-7	16.28	22
В14	14-28; 15-27; 16-38; 23-11; 25-36; 18-10	11.47	8
В15	14-22; 15-19(2); 16-40; 15-33; 23-25; 18-19	16.26	23
В16	14-29; 17-10; 15-17; 23-39; 25-15; 26-8	11.44	11
В17	14-36; 15-47; 16-31; 23-27; 25-45; 18-20	11.24	10
В18	14-6; 15-17; 16-51; 23-40; 25-4; 18-18	15.18	19
В19	13-20; 15-48; 17-11; 23-33; 25-46; 18-21	11.25	7
В20	14-9; 15-50; 16-44; 19-16; 23-21; 25-2; 26-9	16.17	27
В21	14-17; 15-63; 16-46; 15-12; 25-11; 18-11	16.18	18
В22	14-37; 15-37; 17-12; 24-24; 25-5; 26-10	11.35	9
В23	14-12; 15-54; 16-43; 19-28; 25-38; 18-12	16.20	17
В24	14-19; 15-64; 17-18; 19-30; 24-18; 26-11	16.29	16
В25	14-10; 15-46; 16-45; 21-20; 24-22; 18-10	16.11	26
В26	14-11; 15-49; 17-17; 19-31; 24-5; 26-12	16.22	13
С27	14-7; 16-17; 22-25; 24-3; 25-47(1)	15.34; 18.33	14
С28	14-8; 16-18; 22-30; 24-4; 25-48	15.42; 18.34	15

Приложение Б

Б.1 Напряженность электростатического поля задана уравнением:

, где a, b и c – константы, а i, j и k – единичные вектора (орты). Укажите, является ли это поле однородным? Чему равен модуль вектора напряженности |E| поля в точке с координатами x,y,z?

Б.2 Определить работу A₁₂ силы электрического поля, создаваемого точечным зарядом q, над зарядом q₀ при перемещении заряда q₀ из точки 1 с радиус-вектором r₁ в точку 2 с радиус-вектором r₂ по траекториям, изображенным на рисунке Б.1 а - в. Воспользоваться общей формулой для вычисления работы .

Б.3 Конденсатор заполняют маслом. Как изменяется его электрическая энергия, если конденсатор заряжен и отключен от источника?

Б.4 В однородное электрическое поле помещают металлический незаряженный шар радиуса R. Запишите граничные условия для тангенциальной и нормальной составляющих вектора Е. Изобразите качественную картину эквипотенциальных поверхностей и линий напряженности Е с учетом граничных условий.

Б.5 Начертить схему силовых линий и эквипотенциальных поверхностей для системы двух точечных зарядов: а) и ; б) и , находящихся на растоянии d друг от друга. У к а з а н и е. Найти точку, в которой напряженность E поля равна нулю. Найти точку на прямой, соединяющей заряды, в которой потенциал тот же, что и в точке, где напряженность E поля равна нулю.

Б.6 Радиусы внутренней и внешней обкладок цилиндрического конденсатора увеличили вдвое, сохранив заряды на обкладках. Изменилось ли напряжение на конденсаторе ?

Б.7 Почему нить электролампы сильно нагревается, а подводящие провода остаются холодными?

Б.8 Для передачи электроэнергии на большие расстояния используются очень высокие напряжения. Объяснить, почему высокие напряжения позволяют уменьшить потери в линиях передачи.

Б.9 Согласно формуле , мощность, рассеиваемая резистором, должна уменьшаться с ростом сопротивления, а формула подразумевает обратное. Нет ли здесь противоречия ? Объясните.

Б.10 Конденсатор емкостью С, заряженный до разности потенциалов U₀, разряжается через сопротивление R. Ток разряда постепенно спадает, согласно графику зависимости I(t), причем по оси абсцисс отложено время, а по оси ординат - lnI. Этому процессу соответствует прямая 1 см.(рисунок Б.2), затем один из параметров (U₀, R, C) изменяют так, что новая зависимость имеет вид 2. Какой из параметров и в какую сторону изменен?

Б.11 Точечный заряд q находится в центре диэлектрического шара (см.рисунок Б.3). Отличны ли от нуля интегралы: а) ; б) - по замкнутой поверхности S, частично захватывающей диэлектрик?

Б.12 На рисунке Б.4 дан график зависимости силы тока от времени. Напишите формулу, выражающую эту зависимость .

Рисунок Б.4

Б.13 В одной плоскости лежат два взаимно перпендикулярных проводника с токами I_ и I_ . Найти геометрическое место точек, в которых индукция B магнитного поля равна нулю: а) для случая, изображенного на рисунке Б.5а; б) для случая, изображенного на рисунке Б.5б.

Б.14 Электрический заряд q>0 движется со скоростью v. Указать направление и сравнить модули магнитной индукции в точках 1 и 2 с радиус-векторами r₁ и r₂ (см.рисунок Б.6 а - в). Для случая, изображенного на рисунке Б.6в, найти угол , соответствующий максимальному значению В.

2

Б.15 В однородном магнитном поле перпендикулярно его линиям расположен длинный прямой провод (см.рисунок Б.7). Как изменится картина линий магнитной индукции, если по проводу пустить постоянный ток? Нарисуйте примерную конфигурацию линий магнитного поля вблизи провода для двух случаев: а) ток в проводе направлен «на нас»; б) ток в проводе направлен «от нас».

Б.16 Имеются два очень больших плоских проводящих листа, по которым текут одинаковые по величине и противоположные по направлению поверхностные токи i₁= - i₂ . Направление токов перпендикулярно к плоскости рисунка Б.8 и направлено «от нас» на левом листе и «на нас» на правом. Определить, опираясь на теорему о циркуляции вектора магнитной индукции и принцип суперпозиции, конфигурацию линий магнитного поля в области между листами и по обе стороны от них.

Б.17 Имеются два очень больших плоских проводящих листа, по которым текут одинаковые по величине и направлению поверхностные токи i₁= i₂. Направление токов перпендикулярно к плоскости рисунка Б.9 и направлено «на нас». Определить, опираясь на теорему о циркуляции вектора магнитной индукции и принцип суперпозиции, конфигурацию линий магнитного поля в области между листами и по обе стороны от них.

Б.18 Плоская горизонтальная граница делит пространство на две части. В нижней части индукция магнитного поля равна нулю. Докажите, что однородное магнитное поле вблизи поверхности в верхней части направлено параллельно ей.

Б.19 По обе стороны большого проводящего листа создано однородное магнитное поле, направленное параллельно его плоскости. Определите силу, действующую на единицу площади этого листа, если значения индукции по разные стороны от проводящего листа равны B₁= 0,2 Тл и B₂=0,6 Тл, а их направления совпадают.

Б.20 На рисунке Б.10 представлен график зависимости магнитной напряженности H(r) от расстояния r для поля бесконечно длинного прямолинейного провода с током при равномерном распределении плотности тока по сечению провода. Как изменится график H(r), если радиус провода увеличить от R₁ до R₂, оставив прежней силу тока I в проводе и сохранив распределение плотности тока равномерным?

Б.21 По бесконечно длинному цилиндрическому прямолинейному проводу течет ток с плотностью, равномерно распределенной по сечению. Как изменяется величина циркуляции вектора напряженности магнитного поля по круговому контуру с центром на оси провода при увеличении радиуса контура, если он располагается: а) внутри контура; б) снаружи? Плоскость контура перпендикулярна оси провода.

Б.22 По бесконечно длинному цилиндрическому прямолинейному проводу течет ток с плотностью, равномерно распределенной по сечению. Как изменится циркуляция вектора напряженности магнитного поля по контуру, если круговой контур заменить квадратным той же длины и также с центром на оси провода? Плоскость контура перпендикулярна оси провода. Рассмотреть два случая: а) радиус контура меньше радиуса провода; б) радиус контура больше радиуса провода.

Б.23 Во сколько раз уменьшится индукция магнитного поля в центре кольца с токов, если его согнуть по диаметру под углом α? Ток в кольце не меняется.

Б.24 Можно ли утверждать, что в проводящем замкнутом контуре всегда возникает индукционный ток, если: а) контур перемещается в магнитном поле, пересекая линии индукции (привести примеры); б) изменяется поток магнитной индукции, сцепленный с контуром?

Б.25Плоская проводящая рамка вращается в однородном магнитном поле. Индуцируется ли в рамке ЭДС, если ось врашения: а) параллельна линиям индукции; б) перпендикулярна линиям индукции?

Б.26 На тороидальный железный сердечник надеты катушка и проводящее кольцо. Индуцируется ли ток в кольце, если: а) по обмотке катушки течет постоянный ток, а кольцо перемещается вдоль сердечника; б) по обмотке катушки течет переменный ток, кольцо неподвижно. Магнитное поле катушки считать сосредоточенным в сердечнике.

Б.27 Проводящий контур вынимают из межполюсного пространства электромагнита. Зависит ли от времени перемещения контура: а) количество выделившейся в контуре теплоты; б) заряд, протекший по контуру?

Б.28 Через две одинаковые катушки индуктивности текут токи, спадающие со временем по линейному закону, показанному на рисунке Б.11. В какой из катушек возникающая ЭДС самоиндукции больше? Изменятся ли значение или знаки ЭДС самоиндукции, когда токи, пройдя через нуль, начнут возрастать в противоположном направлении, сохраняя тот же линейный закон?