Домашние задания / Варианты контрольных домашних заданий по физике для заочников / Заочники(2 )

25. Круглый проволочный виток площади S = 2 м² расположен перпендикулярно линиям вектора магнитной индукции однородного магнитного поля. Величина вектора магнитной индукцией равна 0,04 Тл. За время Δt = 0,01 с магнитное поле равномерно спадает до нуля. Чему равно ЭДС индукции, генерируемое при этом витке?

26. Круговой проволочный виток площадью 100 см² на­ходится в однородном магнитном поле, зависимость индук­ции которого от времени показана на графике. Плоскость витка перпендикулярна направлению магнитного поля. Чему равно максимальное значе­ние Э.Д.С. индук­ции, возникающей в витке?

27. Катушка из 10 витков присоединена к амперметру так, что сопротивление всей цепи равно 100 Ом. Если при помещении катушки в равномерно изменяющееся однородное магнитное поле амперметр показывает ток 100 мА, то на сколько изменится магнитный поток через один виток катушки за 2 с ?

28. Стержень длиной 1м вращается в магнитном поле вокруг оси, проходящей через конец стержня параллельно линиям магнитной индукции. Найти магнитный поток, пересекаемый стержнем за период, если индукция поля равна 2/π тесла.

29. Участок проводника находится в магнитном поле, индукция которого 50 мТл. Сила электрического тока, протекающего по проводнику, равна 10 А. При перемещении проводника на 8 см в направлении действия силы Ампера поле совершает работу 0,004 Дж. Чему равна (в см) длина участка проводника?

30. Сила тока в катушке уменьшилась с 15 до 10 А. При этом энергия магнитного поля катушки уменьшилась на 2 Дж. Рассчитайте индуктивность катушки и энергию её магнитного поля в обоих случаях.

Вариант 4

1. Электрический диполь представляет собой два одинаковых по величине и противоположных по знаку заряда q, помещённых на расстоянии l друг от друга. Найти величину напряжённости поля в точке, равноудалённой от двух зарядов на расстояние r.

1) 2) 3)

4) 5)

2. Два заряда по 6 нКл каждый находятся на расстоянии 1 м друг от друга. Какую работу надо совершить, чтобы сблизить их до расстояния 0,5 м?

3. Определить потенциал поля, создаваемого двумя зарядами q ₁ = 5·10 ^{-- 6} Кл и q ₂ = - 4·10 ^{-- 6} Кл, находящимися в вершинах А и В треугольника АВС, в его третьей вершине С. АВ = 30 см, ВС = 40 см. АС = 50 см.

4. Как изменится напряжение между пластинами конденсатора, соединённого с источником тока, при увеличении ёмкости в 2 раза?

5. 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)? 1) ( h_p = 4h_α ) 2) h_p = 2h_α 3) h_{p =} h_α 4) h_{α =} 2h_p 5) h_α = 4h_p

6. К незаряженному конденсатору ёмкостью С подключили параллельно заряженный до заряда q конденсатор той же ёмкости. Каким выражением определяется энергия системы из двух конденсаторов после их соединения?

1) q²/8C 2) q²/4C 3) q²/2C 4) q²/C 5) q /4C

7. Два точечных заряда q₁ и q₂ находятся на расстоянии r друг от друга. Если расстояние между ними уменьшится на величину Δr = 50 см, то сила взаимодействия увеличится в 2 раза. Найти расстояние r .

8. Если потенциал электрического поля на поверхности металлической заряженной сферы радиусом 20 см равен 4 В, то чему равен потенциал электрического поля на расстоянии 10 см от центра сферы ?

1) 8 В 2) 4 В 3) 2 В 4) 1 В 5) 0 В

9. На рисунке приведен график зависимости напряженности поля Е отрицательно заряженной пластины от ко­ординаты х. Какой из графиков соответствует зави­симости потенциала φ этого поля­ от координаты х ?

10 На поверхности полого металличе­ского шара радиусом 3 см равномерно рас­пределен заряд 10^-8 Кл_. Чему равна напря­женность поля в точке, находящейся вблизи поверхности вне шара?

11. 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

12. Две квадратные заряженные пластины площадью D² расположены параллельно друг другу на расстоянии d и имеют заряды Q и -2Q. Найти величину потенциала φ электрического поля в точке, расположенной посередине между пластинами. Потенциал пластины с зарядом Q принять равным нулю. Размеры пластин достаточно велики ( т.е. d << D ), поэтому можно пользоваться приближением для бесконечных заряженных пластин.

1) φ = - 2) φ = - 3) φ = - 4) φ = - 5) φ = -

13. Проводящий шар радиусом 5 см с зарядом 4 нКл окружен сферической оболочкой из диэлектрика радиусом 10см (см. рисунок). Диэлектрическая проницаемость вещества оболочки равна 2. Найдите напряженность поля вблизи внутренней (1) и внешней (2) поверхностей диэлектрика.

1) 7,2·10³ В/м; 1,8·10³ В/м 2 ) 7,2·10⁵ В/м; 1,8·10⁵ В/м

3) 3,7·10³ В/м; 2,4·10³ В/м 4) 5,2·10⁴ В/м; 4,8·10⁴ В/м

5) 9,8·10³ В/м; 5,8·10³ В/м

14. Первый шарик имеет массу m и заряд 2q, второй массу 2m и заряд q. В начальный момент они расположены на некотором расстоянии и начинают двигаться. На какой из шариков действует большая сила F и какой из них будет двигаться с большим ускорением а?

1) F₁ = F₂, a₁ = a₂ 2) F₁ = F₂, a₁ > a₂ 3) F₁ = F₂, a₁ < a₂

4) F₁ > F₂, a₁ = a₂ 5) F₁ < F₂, a₁ = a₂

15. Точечный заряд q, помещенный в начало координат, создаст в точке А (см. рисунок) электро­статическое поле напряженностью Е₁ = 65 В/м. Какова напряженность (в В/м) поля Е₂ в точке С?

16. 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.

17. 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 случае, когда токи текут в одинаковом направлении;

18. 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.

19. Квадратный контур со стороной 10 см рас­положен в однородном магнитном поле (В = 0,5 Тл) таким образом, что угол между плос­костью контура и вектором магнитной индукции составляет α = 45°. На сколько увеличится маг­нитный поток, пронизывающий рамку, если ее по­ вернуть на 45° против часовой стрелки вокруг оси О (см. рис).

20. Два горизонтальных проводника расположены параллельно друг другу на расстоянии 8 мм один от другого, причём верхний проводник закреплён неподвижно, а нижний висит свободно под ним. Какой ток нужно пропустить по верхнему проводу для того, чтобы нижний мог висеть не падая, если по последнему течёт ток в 1 А и его масса равна 2.,55 мг/см?

21. Прямолинейный горизонтально расположенный проводник находится в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией В. По проводнику течёт ток I, причём сила тяжести полностью уравновешивается силой, действующей на проводник со стороны поля. Плотность материала проводника ρ. Чему равно поперечное сечение S проводника?

22. Протон и электрон, двигаясь с одинаковой скоростью, попадают в однородное магнитное поле. Во сколько раз радиус кривизны траектории протона больше радиуса кривизны траектории электрона? Масса протона в 1836 раз больше массы электрона.

23. Магнитное поле, индукция которого В = 5·10^-4 Тл, направлено перпендикулярно электрическому полю, напряженность которого Е = 10 В/см. Пучок электронов, летящий с некоторой скоростью, влетает в пространство, где расположены эти поля. Причём скорость электронов перпендикулярно плоскости, в которой лежат векторы Е и В. Найти скорость электронов, если при одновременном действии обоих полей пучок электронов не испытывает отклонения.

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 γ-кванта вспышка в точке …

25. В однородном магнитном поле с индукцией В = 5·10⁴ Тл находится квадратная рамка со стороной а = 10 см перпендикулярно линиям индукции. Какой заряд протечёт по контуру рамки, если её повернуть так, чтобы она стала параллельна линиям индукции? Сопротивление рамки R = 1 Ом.

26. Проволочная рамка площадью 100 см² помеще­на в однородное магнитное поле, зависимость индукции которого от времени показа­на на графике. Если плос­кость рамки составляет угол в 30 ° с направлением линий магнитной индукции, то в момент времени t = 3 с в рамке действует Э.Д.С. индукции, равная … мВ.

27. Прямолинейный проводник длиной 0,5 м движется со скоростью 5 м/с перпендикулярно силовым линиям в однородном магнитном поле, индукция которого 8 мТл. Найти разность потенциалов, возникающую на концах проводника.

28. Стержень длиной 1м вращается в магнитном поле вокруг оси, проходящей через конец стержня параллельно линиям магнитной индукции. Найти магнитный поток, пересекаемый стержнем за период, если индукция поля равна 2/π тесла.

29. В однородном магнитном поле, индукция которого равна 0,5 Тл, движется равномерно проводник длиной 10 см. По проводнику течёт ток 2 А. Скорость движения проводника 20 см/с и направлена перпендикулярно к направлению магнитного поля. Найти работу по перемещению проводника за 10 с движения.

30. Круговой контур помещён в однородное магнитное поле так, что плоскость контура перпендикулярна силовым линиям поля. Индукция магнитного поля 0,4·10⁵ Тл По контуру течёт ток силой 2 А, радиус контура 2 см. Какую работу нужно совершить, чтобы повернуть контур на 90° вокруг оси, совпадающей с диаметром?

Вариант 5

1. Два одинаковых положительных заряда находятся на некотором расстоянии друг от друга. Во сколько раз увеличится сила, действующая на один из зарядов, если на середине прямой, соединяющей заряды, поместить третий, такой же по знаку, но вдвое больший по величине заряд?

2. Два одинаковых маленьких металлических шарика заряжены положительными зарядами q и 4q . Центры шариков находятся на расстоянии r друг от друга. Шарики привели в соприкосновение. На какое расстояние х после этого нужно развести их центры, чтобы сила взаимодействия осталось прежней?

3. Между двумя разноименно заряженными пла­стинами влетают с одинаковой скоростью V, направ­ленной параллельно пластинам, различные частицы: про­тон, электрон, γ - квант, α- частица. У какой из частиц время падения на одну из пластин наименьшее?

4. Какое из приведенных выражений определяет значение вектора электрического смещения поля точечного заряда?

1) q / 4π ε₀ ε r² 2) q / 4π ε₀ ε r 3) q / 4π r² 4) q / 4π ε₀ r² 5) q / 4π ε₀ ε r

5. Найти скорость заряженной частицы, прошедшей разность потенциалов 60 В. Масса частицы 3·10 ^-8 кг, заряд 4·10 ^-9 Кл.

6. На расстоянии 0,8 м от поверхности шара радиусом 20 см, несущего заряд с поверхностной плоскостью σ = 3 ·10 ^-5 Кл/м², находится точечный заряд q = 7 ·10 ^-9 Кл. Определить работу, которую необходимо произвести, чтобы перенести заряд q в точку, расположенную на расстоянии 50 см от центра шара. Окружающая среда – воздух.

7. Определить потенциал поля, создаваемого двумя зарядами q₁ = 5·10 ^{- 6} Кл и q₂ = - 4·10 ^{-- 6} Кл, находящимися в вершинах А и В треугольника АВС, в его третьей вершине С.

АВ = 30 см, ВС = 40 см. АС = 50 см.

8. 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 °

9. Полый проводящий шар радиуса R имеет заряд -2q. Если на расстоянии 2R от центра шара поместить точечный заряд, равный +4q, то каким станет потенциал в центре шара?

10. Металлический шарик радиусом 10 см заряжен зарядом 2·10^-8 Кл. Точка В расположена на расстоянии l = 30 см от поверхности шарика, точка С - на расстоянии 10см (см. рис.). Чему станет равен модуль разности потенциалов электростатического поля между точками В и С?

11. В трех вершинах квадрата закреплены точечные положительные заряды величины + 5·10 ^-9Кл каждый, а в четвертой вершине закреплен отрицательный точечный заряд с величиной - 5·10^-9 Кл. Модуль вектора напряженности в точке пересечения диагоналей квадрата равен 18 кВ/м. Какова длина стороны квадрата? 1) 6 см 2) 8 см 3)10см 4) 12 см 5) 14 см

12. В неоднородном электростатическом по­ле перемещается электрический заряд из точки А в точку В по траекториям I, II, III (см. рис.). В каком случае работа сил электростатического поля меньше?

13. Заряд равномерно распределен по окружности радиусом R, расположенной в плоскости ху с центром в начале координат. На бесконечно большом расстоянии от начала координат потенциал электрического поля равен нулю. Потенциал поля в начале координат равен φ₀. Потенциал поля в точке Р(0, 0, R) на оси z равен φ₁. Определить отношение φ _{1 /} φ _{0 .}

14. По направлению к положи­тельно заряженному шару летит отрицательно заря­женный шарик (см. рис.). Заряд шарика -3·10^-6 Кл_. Потенциал электриче­ского поля шара в точке А равен 1 • 10⁴ В. В точке В на поверхности шара он равен 1 · 10⁵ В. Кинети­ческая энергия шарика в точке А равнялась 0,28 Дж. Какова энергия движения шарика в мо­мент его столкновения с шаром?

15. Невесомый точечный заряд 6 мКл прошёл под действием однородного электрического поля напряжённостью 10 кВ /м расстояние 4 см вдоль силовых линий. Определить работу, совершённую полем, если скорость заряда не изменилась?

16. 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.

17. 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 случае, когда токи текут в противоположном направлении.

18. Ток в проводнике меняется так, как показано на рис. В какие промежутки времени вокруг этого проводни­ка можно обнаружить и магнитное, и электрическое поле одновременно?

19. Катушка длиной 0,1 м имеет 50 витков. Какой ток необходимо пропустить через катушку, чтобы напряжённость магнитного поля на её оси была равна 1000 А/м?

20. Прямой проводник длиной 20 см находится в однородном магнитном поле, индукция которого 1 Тл. Концы проводника замкнуты проводом, находящемся вне поля. Сопротивление всей цепи 0,1 Ом. Определить силу, которую нужно приложить к проводнику, чтобы перемещать его перпендикулярно линиям индукции со скоростью 2,5 м/с.

21. Металлический стержень лежит перпендикулярно горизонтальным рельсам, расстояние между которыми 50 см. Какой должна быть индукция вертикального магнитного поля, чтобы стержень начал двигаться, если по нему пропустить ток 40 А? Коэффициент трения стержня о рельсы 0,5. Масса стержня 1 кг.

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. Заряженная частица прошла ускоряющую разность потенциалов 104 В и влетела в скрещенные под прямым углом электрическое ( Е=100 В/см ) и магнитное ( В=0,1 Тл ) поля. Определить отношения заряда частицы к её массе, если двигаясь перпендикулярно обоим полям, частица не испытывает отклонений от прямолинейной траектории.

24. В магнитное поле влетает электрон и движется по дуге окружности (см. рис.). По какой из траекторий будет дви­гаться протон, влетев в это поле с такой же скоростью?

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. В магнитном поле с индукцией В = 2 мТл вращается с постоянной частотой стер­жень длиной L = 1 м. Ось вращения проходит через конец стержня и параллельна линиям индукции (см. рис.). Стер­жень перпендикулярен вектору индукции маг­нитного поля В. При этом на концах стержня возни­кает разность потенциа­лов, равная Δφ = 0,5 В._.

Чему равен период вращения?

27. В обмотке соленоида с площадью поперечного сечения 100 см² в течение 0,01 с возбуждается ЭДС индукции 150 В при изменении индукции магнитного поля от 0,3 до 1,3 Тл. Сколько витков провода в данной обмотке?

28. В рамке с током возникает магнитное поле, обладающее энергией 0,4 Дж. Какой магнитный поток пересекает при этом рам­ку, если I = 2 А?

29. В однородном магнитном поле с индукцией 15 Тл проводник переместился на 2 м. Какую работу совершил при этом электрический ток, если длина проводника 0,5 м, а сила тока в нём 2 А?

30. По замкнутому проводнику протекает ток силой 1,5 А. Магнитное поле этого тока создает поток через площадь контура равный 6 мВб. Найдите индуктивность (в мГн) проводника.

Вариант 6

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

2. Точечный отрицательный заряд по­местили в однородное электростатическое поле (см. рис.). В какой из точек потенциал результи­рующего поля максима­лен?

3. На поверхности полого металличе­ского шара радиусом 3 см равномерно рас­пределен заряд 10^-8 Кл_. Чему равна напря­женность поля в точке, находящейся вблизи поверхности вне шара?

4. Между двумя разноименно заряженными пластинами влетают с одинаковой скоростью V, направленной параллельно пластинам, различ­ные частицы: электрон, позитрон, γ-квант, α-частица. Траектории частиц в электрическом поле пластин выглядят следующим образом :

Укажите правильный ответ.

5. Два заряда по 6 нКл каждый находятся на расстоянии 1 м друг от друга. Какую работу надо совершить, чтобы сблизить их до расстояния 0,5

6. Два совершенно одинаковых конденсатора имеют в качестве диэлектриков: один – воздух (В), другой – масло (М). Обоим конденсаторам сообщён одинаковый заряд . Чему равно отношение напряжений U (В)/ U (М) на пластинах конденсаторов?

7. По направлению к положительно заряжен­ному шару летит отрицательно заряженный ша­рик (см. рис.), заряд которого q = - 3·10^-7 Кл. Потенциал электрического поля шара в точке А равен 1·10⁴ В, а в точке В на поверхности шара он равен 1·10⁵ В. Кинетическая энергия в точке А равна 0,28 Дж. Определить энергию шарика в момент его столкновения с шаром.

8. Плоский конденсатор с расстоянием между пластинами 0,4 мм заряжен oт источника напряжения до разности потенциалов 20 В и отключен oт источника. Какая разность потенциалов установится между пластинами конденсатора, если их раздвинуть до расстояния 4 мм.

9. Три одинаковых точечных заряда, величина каждого из которых равна 20 нКл, закреплены на одной прямой, при этом расстояние между соседними зарядами равно 1,0 см. Чему равна работа сил электростатического поля после освобождения центрального заряда?

10. На схеме, изображенной на рисунке, электроемкости конденсаторов С₁ = С₂ = С₃ = 100 пФ, С₄ = 400 пФ. Чему равна по модулю разность потенциалов между точками А и В ?

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

12. Электрический заряд q = 2 мкКл по­местили в однородное электрическое поле с напряженностью Е = 200 В/м. Чему равна работа сил поля по пе­ремещению этого за­ряда из точки А в точку В (см. рис.)? Расстояние между силовыми линиями на рисунке равна 5 мм.

13. Сколько электронов содержит заряд пылинки массой 1,6 ·10 ^-8 г, если при помещении ее в электрическое поле плоского конденсатора, к которому приложена разность потенциалов 9800 В, вес пылинки уравновешивается силой поля, действующей на ее заряд? Расстояние между пластинками конденсатора 2 см.

14. В импульсной фотовспышке лампа мощностью 24 кВт питается от конденсатора ёмкостью 1600 мкФ, заряженного до напряжения 300 В. Рассчитайте время вспышки лампы.

15. Электрон влетает в однородное электрическое поле в направлении, противоположном направлению линий напряжённости, имея скорость 2·10⁶ м/с. Какова будет скорость электрона в конце участка пути, разность потенциалов на котором составляет 15 В?