Домашние задания / Домашнее задание механика, динамика и электрика (1 вариант) / Заочники(2 )

Варианты домашних контрольных заданий по физике для заочников

(2)

Вариант 1

1. Два одинаковых шарика на нитях равной длины подвешены в одной точке, Когда их заряжают одноименными зарядами, нити расходятся на некоторый угол. Какова должна быть плотность материала шариков ρо, чтобы этот угол не изменился при погружении системы в жидкость плотностью ρ и диэлектрической проницаемостью ε ?

1) ρ о = ρε / ( ε -1 ) 2) ρ о = ρ( ε - 1 ) / ε 3) ρ о = ρε ( ε - 1 )

4) ρ о = ρ( ε + 1 ) 5) ρ о = ρ( 1 + 1 / ε )

2. Два точечных заряда находятся в вакууме на расстоянии 0,03 м друг от друга. Если их поместить в жидкий диэлектрик и увеличить расстояние между ними на 3 см, то сила взаимодействия зарядов уменьшится в 24 раза. Найдите диэлектрическую проницаемость диэлектрика.

3. Два одинаковых маленьких металлических шарика, имеющие положительные заряды q и 3q находятся на расстоянии R. Их приводят в соприкосновение, а затем разводят на прежнее стояние. Как изменится при этом сила взаимодействия между шариками?

4. Точечные положительные заряды q и 2q закреплены на расстоянии L друг от друга в вакууме. На середине прямой, соединяющей заряды, поместили точечный отрицательный заряд -q. Как изменились модуль и направление силы, действующей на положительный заряд 2q?

5. С каким ускорением движется электрон в поле напряженностью 10 кВ/м?

6. Если незаряженное диэлектрическое тело внести в поле отрицательного заряда q, а затем разделить на две части А и В, то после разделения:

1) А и В нейтральны 2) А и В заряжены положительно

3) А и В заряжены отрицательно

4) А заряжено положительно, В – отрицательно

7. С какой скоростью достигают анода электроны, испускаемые катодом, если напряжение между катодом и анодом равно 200 В. Начальной скоростью электронов можно пренебречь.

8. Точечные электрические заряды q₁, q₂, q₃ находятся в вершинах прямоугольника. Определите F₃ с которой действует на заряд q₃ электрическое поле зарядов q₁ и q₂. Расстояние между зарядами q₃ и q₁ равно 1 см, между зарядами q₃ и q₂ - 3 см; q₃ = +10 ^-9 Кл, q₁ = - 10 ^-9 Кл, q₂ = -4 ·10^-9 Кл.

9. Шарик мамой 10 г, несущий заряд 10 ^-7Кл, подвешен в воздухе на нити. При приближении к нему заряда q₂ противоположного знака на расстоянии 1 см нить отклонилась от вертикального направления на угол а = 45 º.

Определить величину заряда q₂.

10. Известно, что в момент полной зарядки конденсатора прерывателя пускового двигателя, напряжение на его обкладках равно 300 В. Вычислите энергию этого конденсатора, если его ёмкость 0,25 Ф.

11. Две материальные точки, имеющие одинаковые мас­сы и заряженные равными по величине, но противоположны­ми по знаку зарядами, движутся по окружности вокруг своего неподвижного центра масс. Действуют только Кулоновские силы. Определить отношение потенциальной энергии электрического вза­имодействия этих частиц к их .кинетической энергии.

12. К бесконечной горизонтальной отрицательно заряженной плоскости привязана невесомая нить с шариком, имеющим положительный заряд (см. рисунок). Каково условие равновесия шарика, если тg - модуль силы тяжести, F-модуль силы кулоновского взаимодейст­вия шарика с пластиной, Т - модуль силы натяжения нити?

1) – mg – T + F = 0 2) mg – T + F = 0 3) mg –T - F = 0

4) mg – T – F = 0 5) mg + T + F = 0

13. Два одинаковых шара имеют положительные заряды 2 ·10^-11 Кл и 3,33 ·10 ^-11 Кл и расположены в воздухе на расстоянии значительно превышающем их радиусы. Определите массы шаров, если известно, что сила всемирного тяготения, действующая между шарами, уравновешивается Кулоновской силой отталкивания.

14. Вблизи точечного заряда по­местили толстую стальную плиту. В ближайшей к заряду точке на поверхности плиты потенциал поля заряда равен φ₀. На рисунке показано изменение потенциала поля φ по мере перемещения внутрь плиты. Какой из графиков (А-Г) является правильным?

15. Между двумя разноименно заряженными пластинами влетают с одинаковой скоростью V, направленной параллельно пластинам, различные частицы: γ- квант, нейтрон, протон, α-частица. Траектории частиц

в электрическом поле пластин выглядят следующим образом:

1) С - траектория α -частицы, А - протона, Е - нейтрона и γ-кванта

2) А - траектория α -частицы, С - протона, D - нейтрона, Е - γ-кванта

3) В - траектория α - частицы, D - протона, С - нейтрона, А - γ-кванта

4) D - траектория α - частицы, В - протона, Е - γ-кванта, А - нейтрона

16. Магнитный поток через контур меняется так, как показано на графике. Чему равен модуль ЭДС индукции в момент времени t = 6 с ?

17. Протон, влетевший со скоростью V в однородное магнитное поле перпендикулярно его силовым линиям, движется по окружности с периодом обращения Т. Каким будет период обращения ядра атома гелия, состоящего из двух протонов и двух нейтронов, влетевшего таким же образом и с такой же скоростью в это поле?

18. Проводник в форме плоского равностороннего треугольника, сторона которого а = 40 см, находится в однородном магнитном поле с индукцией В = 0,15Тл. Вектор В перпендикулярен плоскости тругольника. При выключении поля в течение Δt = 0,01с, в проводнике возбуждается ЭДС индукции. Определить среднее значение ЭДС индукции.

19. Магнитный поток через рамку меняется согласно графику, представленному на рисунке. Если в рамке возникает ЭДС ε = 8 В, то чему равно начальное значение магнитного потока Фо?

20. Параллельные проводники повернули гак, что угол между ними стал равен 30°, а сила тока в них не измени­лась. Как изменилась сила, действующая на один проводник со стороны другого?

21. На рисунке изображена зависимость силы тока в катушке от времени. В какие моменты времени ЭДС самоиндукции направлена в противоположные стороны?

22. Однородное электрическое (Е = 1000 В/м) и магнитное (Н = 1000 А/м) поля совпадают по направлению. В момент вхождения протона в поля его скорость V = 8,0·10⁵ м/с перпендикулярна силовым линиям. Определить нормальное ускорение, обусловленное действием магнитного поля и ускорение, обусловленное действием электрического поля.

23. Два однозарядных иона, пройдя одинаковую ускоряющую разность потенциалов, влетели в однозарядное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции. Один ион, масса которого 16,0 а.е.м. описал дугу окружности радиусом 4 см. Определить массу ( в а.е.м.) другого иона, который описал дугу окружности радиусам 4,9 см.

24. Обмотка катушки сделана из проволоки диаметром 0,2 мм. Витки плотно прилегают друг к другу. Чему равна напряженность магнитного поля внутри катушки при силе тока 100 миллиампер ?

25. В однородном магнитном поле с индукцией 10^-4 Тл закреплён прямой проводник, по которому течёт ток 10 А. Направление тока совпадает с направлением вектора индукции магнитного поля. Найти напряженность результирующего магнитного поля в точке, удалённой от проводника на расстоянии 2 см.

26. По двум длинным параллельным проводам, расстояние между которыми 2 см, текут токи силой по 50 А в противоположных направлениях. Найти индукцию магнитного поля в точке, находящейся посередине между проводами.

27. Кольцо из тонкого провода содержит 80 витков. Радиус кольца 20 см. Определить напряженность магнитного поля в центре кольца, если по проводу течёт ток 0,6 А.

28. Квадратная проволочная рамка расположена в одной плоскости с длинными прямыми проводами так, что две её стороны параллельны проводу. По рамке и проводу текут одинаковые токи силою 100 А. Определить силу, действующую на рамку, если ближайшая к проводу сторона рамки находится от него на расстоянии равном её длине.

29. По двум параллельным проводникам, расстояние между которыми 6 см, текут токи по 12 А. Определить напряженность магнитного поля в точке, удалённой от каждого провода на расстояние, равное расстоянию между ними в двух случаях: если токи текут в одинаковом направлении.

30. В однородном магнитном поле с индукцией равной 0,01 Тл находится прямой проводник длиной 0,2 м, расположенный перпендикулярно линиям индукции. По проводнику течёт ток силой 5 А, величина которого поддерживается неизменной. Под действием сил поля проводник переместился на 8см. Найти работу сил поля.

Вариант 2

1. Два одинаковых шарика, обладающих зарядами 50 нКл и 10 нКл, находятся на некотором расстоянии друг от друга. Их приводят в соприкосновение и разводят на прежнее расстояние. На сколько процентов увеличится в результате сила взаимодействия?

2. Плоский воздушный конденсатор, обкладки которого расположены горизонтально, заряжен до разности потенциалов, равной 500 В. Расстояние между обкладками конденсатора составляет 2 см. Между обкладками находится в равновесии заряженная пылинка массой 2·10 ^-7 кг. Каков заряд пылинки?

3 Во сколько раз изменится период колебаний металлического шарика массой 3 г, подвешенного на нити, если такой маятник поместить в электрическое поле напряженностью 7,35 ·10⁴ В/м, а шарику сообщить заряд 3 ·10^-7 Кл? Поле направлено вверх.

4. В каком случае электрон все время движется противоположно линиям напря­женности электрического поля? (Считать, что в данной области пространства на элект­рон действуют только силы электростатиче­ского поля.)

1) Всегда

2) Если линии напряженности прямые и начальная скорость электрона направлена противоположно им

3) Если линии напряженности прямые и начальная скорость электрона парал­лельна им или равна нулю

4) Никогда

5. В однородное электрическое поле на­пряженностью 2·10³ В/м поместили за­ряженную пылинку и отпустили. Заряд пылинки 10^-7 Кл, масса 0,01 г. Какую скорость приобретет частица при прохождении расстояния 10 см?

6. В двух вершинах (точках 1 и 2) равностороннего треугольника со стороной L (см. рисунок) по­мещены заряды q и - 2q. Каковы направление и модуль вектора напряженности электрического поля в точке 3, являющейся третьей вершиной этого треугольника? Известно, что точечный за­ряд q создаст на расстоянии L электрическое по­ ле напряженностью Е= 10 мВ/м.

7. Два одинаковых маленьких шарика массой по 80 г каждый подвешены в одной точке на нитях длиной 60 см. Какой заряд (в мкКл) надо сообщить каждому шарику, чтобы нити разошлись под прямым углом друг к другу?

8. Два заряда, находясь в воздухе на расстоянии 0,05 м, действуют друг на друга с силой 1,2·10^-4 Н, а в некоторой непроводящей жидкости на расстоянии 0,12 м с силой 1,5·10^-5 Н. Какова диэлектрическая проницаемость жидкости?

9. В однородном электрическом поле перемещается положительный заряд из точки 1 в точку 2 по разным траекториям (см. рис.) случае работа сил электрического поля

10. Большая шарообразная капля воды получена в результате слияния 1000 одинаковых мелких шарообразных капель. До какого потенциала были заряжены мелкие капельки, если потенциал большой капли оказался равным 100 В ?

11. На рис. дана зависимость модуля напряженности электри­ческого поля точечного заряда от расстояния Е. Пользуясь данным графиком, определите потенциал φ в точке А.

12. Тонкое закреплённое кольцо радиусом R равномерно заряжено так, что на единицу длины кольца приходится заряд +γ. В вакууме на оси кольца на расстоянии l от его центра помещён маленький шарик, имеющий заряд +q. Если шарик освободить, то в процессе достижения он приобретёт максимальную кинетическую энергию, равно: 1) 2) 3) 4) 5)

13. Между двумя разноименно заряженными пла­стинами влетают с одинаковой скоростью V направ­ленной параллельно пластинам, различные частицы: протон, электрон, γ - квант, α - частица. Если размеры пла­стин достаточно велики, то через определенное время

1) каждая из частиц упадет на какую-нибудь из пла­стин

2) все частицы упадут на одну и ту же пластину

3) на пластины упадут все частицы, кроме γ -кванта

4) на пластины упадут все частицы, кроме γ -кванта и а -частицы

14. В вершинах квадрата со стороной а расположены одинаковые по модулю заряды (см. рис.). Найти потенциал поля в т. А и напряженность поля в точке В, если эти точки расположены посередине сторон квадрат

15. Отрицательно заряженная пылинка массой m = 16 мкг удерживается в поле плоского конденсатора, расстояние между пластинами которого равно d = 1 мм. Напряжение между пластинами конденсатора U = 2,5 кВ. Опреде­лите, сколько избыточных электронов N находится на пылинке.

16. По двум длинным параллельным проводам текут в одинаковом направлении токи 10 А и 15 А. Расстояния между проводами 10 см. Определить напряженность магнитного поля в точке, удалённой от первого провода на 8 см и от второго на 6 см.

17. Ток течёт по двум проводникам: по кольцу радиуса R и по бесконечно длинному прямолинейному проводнику образующему петлю того же радиуса. Определить соотношение индукций в центре витков. Токи, текущие по всем проводникам, одинаковы.

18. Зависимость силы тока в катушке от вре­мени представлена на графике рисунка. В какие промежутки времени магнитное поле около катушки максимально?

19. Прямой проводник длиной 1 м и сечением 1 мм², расположенный перпендикулярно линиям индукции магнитного поля, при пропускании по нему тока 3 А приоб­рел ускорение 4 м/с². Плотность матери­ала проводника 2700 кг/м³. Какова ин­дукция магнитного поля? (Влияние силы тя­жести не учитывать.)

20. Сила тока в каждом из перпендикулярных проводников увеличилась в 2 раза. Как изменилась сила, дейст­вующая на один проводник со стороны другого?

21. Свободно перемещающийся по рамке про­водник с током через изолятор прикреплен к пружине с коэффициентом жесткости 5 Н/м (см. рис.). Длина проводника равна 0,5 м, и по нему течет ток силой 2 А. При включении магнит­ного поля, вектор индукции которого перпенди­кулярен плоскости рамки, пружина растя­гивается на 10 см. Определите величину индук­ции магнитного поля.

22. Протон и альфа-частица влетают в однородное магнитное поле. Скорость частиц направлена перпендикулярно силовым линиям поля. Во сколько раз период обращения протона в магнитном поле больше периода обращения альфа-частицы? Заряд альфа-частицы в 2 раза больше заряда протона, масса в 4 раза больше.

23. Электрон, ускоренный разностью потенциалов 300 В, движется параллельно прямолинейному длинному проводу на расстоянии 4 мм от него. Какая сила будет действовать на электрон, если по проводнику пустить ток 5 А ?

24. В камере прибора для регистрации микрочастиц создано магнитное поле (см рисунок), направленное перпендикулярно плоскости рисунка к нам. В прибор влетают с одинаковыми скоростями раз­ные частицы (электроны, позитроны, протоны, нейтроны, α - частицы и γ-кванты). На экране соответствует попаданию в него электрона вспышка в точке

25. Квадратная рамка со стороной 4 см расположена в однородном маг­нитном поле (В = 0,5 Тл) таким образом, что угол между плоскостью рамки и вектором магнитной индукции составляет 90°. За 0,8 с рамку разворачи­вают так, силовые линии магнитного поля становятся параллельны плоско­сти рамки. Чему равна средняя сила индукционного тока? Сопротивление рамки равно 0,2 Ом. Ответ выразите в миллиамперах (мА).

26. На железный сердечник надеты две катушки (см. рис.). Сила тока в правой катушке меняется согласно приведенному графику. В какие промежутки времени амперметр зафиксирует наличие тока в левой катушке?

27. В катушке, состоящей из 75 витков, магнитный поток равен 4,5 мВб. За какое время индукция магнитного поля уменьшится до нуля, если средняя ЭДС, возникающая при этом, равна 0,75 В?

28. Реактивный самолёт имеющий размах крыльев длиной 50 м, летит горизонтально со скоростью 900 км/ч. Чему равна разность потенциалов ( в мВ ), возникающая между концами крыльев, если вертикальная составляющая индукции магнитного поля Земли равна 50 мкТл?

29. В однородном магнитном поле с индукцией равной 0,01 Тл находится прямой проводник длиной 0,2 м, расположенный перпендикулярно линиям индукции. По проводнику течёт ток силой 5 А, величина которого поддерживается неизменной. Под действием сил поля проводник переместился на 8см. Найти работу сил поля.

30. Участок проводника длиной 10 см находится в магнитном поле индукцией 50 мТл. Сила Ампера при перемещении проводника на 8 см в направлении своего действия совершает работу 0,004 Дж. Чему равна сила тока проте­кающего по проводнику? Проводник расположен перпендикулярно лини­ям магнитной индукции.

Вариант 3

1. Два одинаковых шарика на нитях равной длины подвешены в одной точке, Когда их заряжают одноименными зарядами, нити расходятся на некоторый угол. Какова должна быть плотность материала шариков ρо, чтобы этот угол не изменился при погружении системы в жидкость плотностью ρ и диэлектрической проницаемостью ε ?

1) ρ о = ρ ε / ( ε -1 ) 2) ρ о = ρ ( ε - 1 ) / ε 3) ρ о = ρ ε ( ε - 1 )

4) ρ о = ρ ( ε + 1 ) 5) ρ о = ρ ( 1 + 1 / ε )

2. Два шара радиусом Rа и Rв ( Rа > Rв ) равномерно заряжены с одинаковой поверхностной плотностью заряда σ . Что можно сказать о потенциалах шаров ?

3. Капелька жидкости находится в равновесии в направленном вертикально вверх однородном электрическом поле, напряжённость которого 1000 В/м. Масса капельки 1 г. Определить её заряд.

4. Определить работу, совершаемую при перемещении заряда 4 нКл в однородном электрическом поле напряжённостью 600 В/см на пути 5 см, если направление перемещения составляет с направлением силовых линии угол 60 °

5. Электрон вылетает из точки поля, потенциал которой φ В со скоростью V м/с в направлении силовых линий. Определите потенциал точки, в которой электрон остановится. Заряд электрона e

1) φ + m v ² /2 e 2) φ - m v ² / 2 e 3) m v ² / 2 e - φ 4) φ 5) – φ

6. Конденсатор ёмкостью С подключен к источнику напряжения. Затем последовательно с данным конденсатором подключили другой такой же ёмкости С. Как при этом изменится энергия электрического поля ?

7. Пространство между обкладками плоского заряженного конденсатора заполнили диэлектриком с ε = 4. Как изменится энергия конденсатора, если он все время остается подключенным к источнику напряжения ?

8. Протон и α- частица, двигаясь с одинаковой скоростью, влетают в заряженный плоский конденсатор параллельно пластинам. Как соотносятся между собой отклонения от первоначального отклонения протона (h_p) и α-частицы (h_α)?

10. Изолированная сфера радиусом R равномерно заряже­на положительным зарядом Q. Какая из кривых на рис. правильно иллюстрирует зависимость потенциала электриче­ского поля как функцию расстояния от центра?

9. Воздушный конденсатор подсоединён к источнику напряжения 24 В. Чему равна напряженность электрического поля между обкладками конденсатора, расположенными на расстоянии 2 см друг от друга?

11. На рисунке приведен график зависимости напряженности поля отрицательно заряженной пластины от ко­ординаты. Какой из графиков (см. рис.) соответствует зави­симости потенциала этого поля­ от координаты?

12. В двух противоположных вершинах А и С квадрата ABCD со сторо­ной 6см находятся точечные заряды q₁ = -1,2 нКл и q₂ = 1,6нКл. Чему равны модуль напряженности и потенциал электрического поля этих зарядов в вершине В?

13. Какую разность потенциалов должен пройти первоначально покоящийся электрон, что бы приобрести кинетическую энергию 2,4·10^-17 Дж?

14. Проводящему полому шару с толстой оболочкой (на рисунке показано сечение ша­ра) сообщили положительный электрический заряд. В каких областях напряженность элек­тростатического поля равна нулю?

15. Если напряжённость поля в точке, удалённой на расстояние R от центра заряженного проводящего шара радиуса r ( R > r ) равна Е, то поверхностная плотность заряда σ на шаре равна

1) σ = 2) σ = 3) σ = 4) σ = 5) σ =

16. Найти напряженность магнитного поля, создаваемого двумя параллельными одинаково направленными токами I ₁=10 A и I ₂= 20 А, находящимися на расстоянии 20 см друг от друга в точке, отстоящей на 5 см от первого тока и на 15 см от второго.

17. По кольцу из медной проволоки с площадью сечения 1 мм² протекает ток 10 А. К концам кольца приложена разность потенциалов 0,15 В. Найти индукцию в центре кольца.

18. Рамку, площадь которой равна S = 1 м², поместили в магнитное поле вдоль его силовых линий. Когда по рамке пропустили ток I = 3 А, на нее стал действовать момент сил М = 6 Н • м. Чему равен модуль индук­ции магнитного поля?

19. Чему равна сила взаимодействия между двумя длинными прямолинейными проводниками с токами I₁ и I_2, расположенными на расстоянии d в перпендикулярных плоскостях

1) 2) 3) 0 4)

5)

20. Параллельные проводники повернули гак, что угол между ними стал равен 30°, а сила тока в них не измени­лась. Как изменилась сила, действующая на один проводник со стороны другого?

21. Проводник, длина которого L и масса m, подвешен на тонких невесомых проволочках в однородном магнитном поле с индукцией В (см. рис.). На какой угол α отклонится этот проводник при пропускании по нему тока.

1)

2)

3)

4)

5)

22. Заряженная частица движется в магнитном поле по окружности со скоростью 10⁶ М/с. Индукция магнитного поля равна 0,3 Тл. Радиус кривизны окружности 4 см. Найти заряд частицы, если известно, что её энергия равна 12 КэВ.

23. Два однозарядных иона, пройдя одинаковую ускоряющую разность потенциалов, влетели в однозарядное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции. Один ион, масса которого 16 а.е.м. описал дугу окружности радиусом 4 см. Определить массу ( в а.е.м.) другого иона, который описал дугу окружности радиусам 4,9 см.

24. В камере прибора для регистрации микрочастиц создано магнитное поле (см рисунок), направленное перпендикулярно плоскости рисунка к нам. В прибор влетают с одинаковыми скоростями раз­ные частицы (электроны, позитроны, протоны, нейтроны, α - частицы и γ-кванты). На экране соответствует попаданию в него позитрона вспышка в точке …