Вариант 4

1. В вершинах правильного шестиугольника расположены три положительных и три отрицательных заряда. Найти напряженность электрического поля в центре шестиугольника при различных комбинациях в расположении этих зарядов. Каждый заряд несет 1,5 нКл, длина стороны шестиугольника – 3 см.

2. С какой силой на единицу площади отталкиваются две одноименно заряженные и бесконечные плоскости? Поверхностная плотность заряда  = 0,3 мКл/м².

3. Шарик массой 40 мг, имеющий положительный заряд в 1 нКл, движется со скоростью 10 см/с. На какое расстояние может приблизиться шарик к положительному точечному заряду, равному 1,33 нКл ?

4. Разность потенциалов между пластинами плоского конденсатора 90 В. Площадь каждой пластины 60 см², ее заряд равен 1 нКл. На каком расстоянии друг от друга находятся пластины?

5. Со скоростью 910⁶ м/с электрон влетает в плоский горизонтально расположенный конденсатор параллельно его пластинам. Разность потенциалов между пластинами 100 В, расстояние между ними 1 см. Найти полное, нормальное и тангенциальное ускорения электрона через 10 с после начала его движения в конденсаторе.

6. Площадь пластины плоского воздушного конденсатора 0,01 м², расстояние между ними 2 см. К пластинам конденсатора приложена разность потенциалов в 3 кВ. Какова будет напряженность поля конденсатора, если, не отключая его от источника напряжения, пластины раздвинуть до расстояния 4 см между ними. Найти энергию конденсатора до и после этого момента.

7. Обмотка катушки из медной проволоки при температуре 14⁰ С имеет сопротивление 12 Ом. После пропускания тока сопротивление обмотки стало равным 13,2 Ом. До какой температуры нагрелась обмотка? Температурный коэффициент сопротивления меди =4,510^-3 K^-1.

8. Элемент, сопротивление и амперметр которого соединены последовательно, имеет ЭДС в 2 В и внутреннее сопротивление в 0,4 Ом. Амперметр показывает силу тока 1 А. С каким коэффициентом полезного действия работает элемент?

9. Имеется 120-вольтовая электрическая лампочка мощностью 40 Вт. Какое добавочное сопротивление надо включить последовательно с лампочкой, чтобы она давала нормальный накал при напряжении в сети 220 В? Какой длины нихромовую проволоку диаметром 0,3 мм надо взять, чтобы получить такое сопротивление?

10. Две электрические лампочки с сопротивлением 360 и 240 Ом включены в сеть параллельно. Какая из лампочек потребляет большую мощность? Во сколько раз?

11. Найти количество теплоты, выделяющееся за единицу времени в единице объема медного провода при плотности тока 300 кА/м²?

Вариант 5

1. Точечные заряды по 20 мкКл и –20 мкКл находятся на расстоянии 5 см друг от друга. Определить напряженность поля в точке, удаленной на 3 см от первого и на 4 см от второго заряда. Определить также силу, действующую в этой точке на точечный заряд в 1 мкКл.

2. По тонкой нити, изогнутой по дуге окружности радиусом 10 см, равномерно распределен заряд в 20 нКл. Определить напряженность поля, создаваемого этим зарядом в точке, совпадающей с центром кривизны дуги, если длина нити равна четверти длины окружности.

3. Четыре одинаковых капли ртути, заряженных до потенциала 10 В, сливаются в одну. Каков потенциал образовавшейся капли?

4. Пылинка массой 210^-4 г, несущая на себе заряд 40 нКл, влетает в электрическое поле в направлении силовых линий. После прохождения разности потенциалов в 200 В пылинка имела скорость 10 м/с. Определить скорость пылинки до того, как она влетела в поле.

5. Два конденсатора емкостями 5 мкФ и 8 мкФ соединены последовательно и присоединены к батарее с ЭДС, равной 80 В. Определить заряды конденсаторов и разности потенциалов между обкладками.

6. Два металлических шарика радиусами 5 и 10 см имеют заряды 40 нКл и –20 нКл соответственно. Найти энергию, которая выделится при разряде, если шары соединить проводником.

7. Катушка и амперметр соединены последовательно и подключены к источнику тока. К клеммам катушки присоединен вольтметр с сопротивлением 4 кОм. Амперметр показывает силу тока 0,3 А, вольтметр – напряжение 120 В. Определить сопротивление катушки. Найти относительную погрешность, которая будет допущена при измерении сопротивления, если пренебречь силой тока, идущего через вольтметр.

8. Электродвижущая сила батареи равна 80 В, внутреннее сопротивление составляет 5 Ом. Внешняя цепь потребляет мощность 100 Вт. Определить силу тока в цепи, напряжение, под которым она находится, и ее сопротивление.

9. Определить число электронов, проходящих за 1 с через поперечное сечение площадью 1 мм² железной проволоки длиной 20 м при напряжении на ее концах 16 В.

10. Сила тока в проводнике сопротивлением 12 Ом за 50 с равномерно нарастает от 5 А до 10 А. Определить количество теплоты, выделившееся за это время в проводнике.

11. Проводник сопротивлением 6 Ом подключен к двум параллельно соединенным источникам тока с ЭДС по 2,2 В и 2,4 В и со значениями внутреннего сопротивления 0,8 Ом и 0,2 Ом. Определить силу тока в этом сопротивлении и напряжение на зажимах второго источника тока.