Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Задачи и лабы по физике / Новая папка / 13Все защиты в формате А5.doc
Скачиваний:
84
Добавлен:
17.03.2016
Размер:
2.79 Mб
Скачать

”Кинематика и динамика поступательного движения”

  1. Чем характерны поступательное и вращательное движения тела?

  2. Что надо знать, чтобы описать движение тела?

  3. Чем отличаются мгновенная, средняя и путевая скорости?

  4. Что такое ускорение точки? Чем отличаются нормальное и тангенциальное ускорения точки?

  5. Что называется силой? Назовите классы сил в механике.

  6. Законы Ньютона.

  7. Закон Гука.

  8. Цилиндр катится по плоскости без проскальзывания со скоростью V. Найти скорость и ускорение точки А.

  9. Cм. условие 8. Найти скорость и ускорение точки В.

  10. Cм. условие 8. Найти скорость и ускорение точкиC.

  11. Cм. условие 8. Найти скорость и ускорение точкиD.

  12. Точка равномерно движется по кривой АВС. В каком месте этой кривой ее ускорение наибольшее, наименьшее?

  13. Маятник совершает колебания из положения В. Найти его скорость и ускорение в точке А.

  14. См. условие 13. Найти скорость и ускорение в точке В.

  15. Точка движется вдоль оси X. Координатаxменяется по закону:. Найти среднюю скорость за промежуток времении сравнить ее со средним арифметическим значением скоростей.

  16. Какому из графиков ускорения прямолинейного движения на рисунках 16а), 16б) или 16в) соответствует график скорости на рис. 16г).

  17. Какому из графиков ускорения прямолинейного движения на рисунках 16а), 16б) или 16в) соответствует график скорости на рис. 17.

  18. Какому из графиков ускорения прямолинейного движения на рисунках 16а), 16б) или 16в) соответствует график скорости на рис. 18.

  19. См. условие 13. Найти натяжение нити в точке А. Сравните эту силу с величиной mg.

  20. См. условие 13. Найти натяжение нити в точке В. Сравните эту силу с величиной mg.

  21. Движение материальной точки задано уравнениями . Изменяется ли сила, действующая на точку: а) по модулю; б) по направлению?

  22. Ответить на вопросы предыдущей задачи при

  23. Материальная точка движется по криволинейной траектории АВ под действием одной силы. Во всех точках траектории. Какие направления силы невозможны?

  24. Скорость материальной точки задана уравнениями ,. Изменяется ли сила, действующая на точку: а) по модулю; б) по направлению?

  25. Тело, брошенное вверх, возвращается в исходную точку. Сравнить время подъема и время падения тела, учитывая сопротивление воздуха.

  26. Два груза равной массы, связанные нитью, могут скользить по горизонтальной поверхности. К первому грузу приложена силаFв горизонтальном направлении (см. рис.). Зависит ли сила натяженияТнити от массыmгрузов, от коэффициента трения? Доказать.

  27. Скаким минимальным ускорениемдолжна двигаться вертикальная стенкаM, чтобы брусокmне падал при наличии между ним и стенкой сухого трения с коэффициентом.

  28. Найти зависимость силы трения, действующей на тело массы m, находящегося на наклонной плоскости в зависимости от угла, который образует плоскость с горизонтом. Привести примерный график полученной зависимости. Коэффициент трения равен.

  29. На горизонтальной поверхности находится призма с углом, а на ней брусок массойm. Коэффициент трения между призмой и бруском. Какое ускорениеанадо сообщить призме, чтобы брусок начал скользить по призме вниз?

  1. На горизонтальной поверхности находится призма с углом , а на ней брусок массойm. Коэффициент трения между призмой и бруском. Какое ускорениеанадо сообщить призме, чтобы брусок начал скользить по призме вверх?

  1. На какую высоту может подняться автомобиль с работающим двигателем по ледяной горке (), если в начале подъема он имел скорость? Решить задачу с помощью законов Ньютона.

  2. Два связанных нитью одинаковых тела массойmдвижутся по горизонтальной поверхности под действием силыF, направленной под угломк горизонту. Коэффициент трения равен. Найти натяжение нитиТ.

  1. Два грузасвязаны нитью, переброшенной через блок. Определите ускорения грузов и натяжение нитиТ, если известны

  2. На гладкой наклонной плоскости находится тело массойm=50кг, на котоое действует горизонтально направленная сила. Определить ускорение тела и силу, с которой оно давит на плоскость. Наклонная плоскость составляет с горизонтом угол.

Законы сохранения энергии и импульса”

  1. Что называется работой? Кто совершает работу? Какая работа считается положительной, отрицательной?

  2. Бывает ли работа сил трения положительной? Если да, то приведите примеры.

  3. Что называется энергией? Какие виды энергии Вы знаете?

  4. Закон сохранения полной механической энергии.

  5. Что называется импульсом материальной точки, системы материальных точек? Закон сохранения импульса.

  6. Дайте определение абсолютно упругого удара.

  7. Дайте определение абсолютно неупругого удара.

  8. Центр масс системы тел и его скорость.

  9. Какая система тел называется замкнутой? Какие силы являются внешними? Приведите примеры.

  10. Какая система тел называется консервативной? Приведите примеры.

  11. Материальная точка движется по прямой под действием силы , направленной вдоль движения. Работу силы на путиSвычислили по формуле:. Какова абсолютная и относительная погрешности результата?

  12. Материальная точка движется по прямой со скоростью V, пропорциональной(). Работа силы, действующей вдоль прямой, пропорциональна(). Найти значениеn.

  1. Частица переместилась по некоторой траектории из

т.1 () в т.2(). На частицу действовала постоянная сила. Найти работусилы.

  1. Тело соскальзывает без начальной скорости по наклонной плоскости. Сравнить работы сил трения при движении тела с вершины наклонной плоскости до его основания вIиIIслучаях. Коэффициенты трения вI и II случаях одинаковы.

  2. Материальная точка движется по прямой под действием силы , направленной вдоль движения. Работу силы на путиSвычислили по формуле:. Какова абсолютная и относительная погрешности результата?

  3. Материальная точка движется по прямой под действием силы, направленной вдоль движения. Работу силы на путиSвычислили по формуле:. Какова абсолютная и относительная погрешности результата?

  4. Материальная точка движется равномерно по криволинейной траектории. Отличны ли от нуля: а) сила, действующая на точку; б) работа этой силы? Почему?

  5. По наклонной плоскости с одной и той же высоты соскальзывают два тела разной массы () без начальной скорости. Сравнить пути, пройденные телами по горизонтальному участку до полной остановки.

  6. Тело массы mвлетает на наклонную плоскость с начальной скоростьюи достигает высоты. Используя закон сохранения энергии вычислить, какую скорость будет иметь тело, когда вновь окажется у основания наклонной плоскости. Какую работу при этом совершают силы трения? Каков коэффициент трения?

  7. На какую высоту может подняться автомобиль с работающим двигателем по ледяной горке (), если в начале подъема он имел скорость? Использовать закон сохранения энергии.

  8. Тело, не отрываясь от опоры, проходит: а) петлю (рис. 55,а); б) горку (рис. 55,б). Вычислить минимальные значения начальных скоростей в обоих случаях. Какие законы используются при этом?

  9. Груз массойmна тросе опускают вертикально вниз со скоростьюV. Растяжение троса подчиняется закону Гука. Определить максимальное натяжение троса при мгновенной остановке груза. Жесткость троса равнак, а его массой можно пренебречь.

  10. Шарик висит: а) на нити длиной l; б) на стержне длинойlcпренебрежимо малой массой. После горизонтального толчка шарик делает полный оборот. Сравнить минимальные значения начальных скоростей.

  11. С платформы, стоящей на рельсах, спрыгивают в противоположные стороны два человека один вслед за другим. При этом они передают опоре одинаковые горизонтальные импульсы. В каком направлении будет катиться платформа после второго прыжка?

  12. Два человека равной массы стоят на роликах на гладком полу. Первый из них бросил тяжелый мяч, а второй поймал его. Сравнить скорости отката первого и второго человека.

  13. Снаряд, снижающийся по траектории АВ, разорвался на два осколка. Первый осколок получил импульс p1,направленный вверх. Определить графически величину и направление импульсар2 второго осколка, если начальный импульс снаряда равенр0 (рис. 60).

  1. Снаряд разорвался на три осколка, импульсы которых указаны на рис. 61. Определить графически скорость целого снаряда.

  2. С платформы, стоящей на рельсах, спрыгивают два человека в одну сторону: а) один вслед за другим; б) оба сразу. В обоих случаях они передают опоре одинаковые горизонтальные импульсы. Сравнить скорости отката платформы в обоих случаях.

  3. Вдоль оси OXдвижутся навстречу друг другу две частицы массамисо скоростями. Начальные координаты частиц равны: . Определить начальное положение центра масс и скорость с которой он движется.

  4. Вдоль оси OXдвижутся навстречу друг другу две частицы массами(рис.63). Кинетические энергии частиц соответственно равны:. Начальные координаты частиц равны: . Определить начальное положение центра масс и скорость частиц после неупругого соударения.

  5. На корме неподвижной лодки массой Мстоит человек. Человек переходит на нос лодки. На какое расстояние относительно воды продвинется: а) лодка; б) человек, если масса человека равнаm, а длина лодки –L? При решении использовать понятие центра масс.

  6. Два человека массами , стоящие на роликах на гладком полу, перебирают канат с противоположных концов, подтягиваясь друг к другу. Какое расстояние проедет по полу первый и второй человек, если первоначальное расстояние между ними былоL? Зависит ли этот результат от того, кто быстрее перебирает канат? При решении использовать понятие центра масс.

  7. Подставка массойМс полуцилиндрической выемкой радиусаRстоит на гладком столе (рис.67). Тело массойmкладут на край выемки и отпускают. Какое расстояние проедет подставка, когда тело окажется на дне выемки? При решении использовать понятие центра масс.

«Кинематика и динамика вращательного движения»

  1. Дайте определения угловых кинематических параметров.

  2. Связь линейных и угловых кинематических параметров.

  3. Основное уравнение динамики вращательного движения.

  4. Момент инерции материальной точки, тела.

  5. Получить выражение для момента инерции тонкого стержня.

  6. Момент импульса материальной точки, тела.

  7. Теорема Штейнера.

  8. Закон сохранения момента импульса.

  9. Точка движется по окружности с угловым ускорением ~t. Приt=0. Модуль нормального ускорения точки~ tk. Найти значениеk.

  10. Точка движется по окружности с угловым ускорением ~t. Приt=0. Модуль тангенциального ускоренияa~tn. Найти значениеn.

  11. Угловая скоростьточки, движущейся по окружности, изменяется по графику на рис.79. Как изменяется со временемtугол между векторами ускорения и скорости?

  12. Движение тела с неподвижной осью задано уравнением . Положительные значения углов отсчитываются по часовой стрелке. В каком направлении поворачивается тело в момент времени?

  13. Решить задачу 79, если движение тела задано уравнением ?

  14. Движение тела с неподвижной осью задано уравнением . Начало движения приt=0. Сколько оборотов сделает тело до своей остановки?

  15. На горизонтальном столе покоится катушка с нитками (рис.84). В каком направлении покатится катушка, если нить потянуть а) в направленииI, б) в направленииII? Проверьте на опыте.

  16. На сплошной однородный цилиндр намотана нить. Цилиндр поставили торцом на гладкую горизонтальную плоскость и подействовали на нить силойF. Определить направление мгновенной скорости точки А.Указание:Определите ускорение центра инерции О (поступательное движение). Определите угловое ускорение относительно центра инерции. Определите полное ускорение т. А.

  1. Решить задачу 83 для тонкостенного полого цилиндра.

  2. Стерженьcшариком ставят: а) на конец А; б) на конец В (рис.87). Массы стержня и шарика равны. Стержень падает без проскальзывания. Расположение шарика указано на рисунке. Во сколько раз отличаются угловые ускорения стержня при равных углах отклонения его от вертикали?

  3. Решить задачу 85, если массой стержня можно пренебречь.

  4. Капля жидкости К (рис. 89), находящаяся на середине проволоки АВ, равномерно растеклась по проволоке. Как изменились моменты инерции жидкости относительно осейOxи Oy?

  5. Как изменится момент инерции свинцового цилиндра относительно его оси, если его сплющить в диск, толщина которого стала меньше высоты цилиндра в 10 раз?

  6. Из сплошного однородного цилиндра сделали полый, удалив половину массы. Как изменился момент инерции цилиндра относительно его оси?

  7. На рис.92 изображены тела, составленные из однородных одинаковых треугольных пластин. Указать фигуры с минимальным и максимальным значением момента инерции.

  8. Используя закон сохранения момента импульса, показать, что угловая скорость движения спутника по эллиптической орбите обратно пропорциональна квадрату расстояния спутника от Земли.

  1. Шарик упруго ударяется о стенку (рис 94). Сохраняется ли момент импульса шарика: а) относительно точки А; б) относительно точки В?

  1. Человек, стоящий на вращающейся скамье: а) ловит летящий мяч; б) бросает мяч. Скорости мяча и ориентации линий движения мяча в обоих случаях одинаковы. Сравнить угловые скорости, приобретаемые скамьей, в обоих случаях.

  2. Спутник связи «Молния-1» имеет перигей над южным полушарием Земли на высоте около 500км, а апогей – на высоте около 40 000кмнад северным полушарием. Каково отношение угловых и линейных скоростей этого спутника в перигее и апогее? Использовать закон сохранения момента импульса.

  3. Два диска с моментами инерции I1иI2вращаются в одну и ту же сторону с угловыми скоростями соответственновокруг и одной и той же оси без трения. Диски пришли в соприкосновение друг с другом, после чего стали вращаться с одной и той же угловой скоростью. Какова эта скорость?

  4. Решить задачу 95 при условии, что диски вращаются в разные стороны.

  5. С горки высотой hскатывается без проскальзывания цилиндр. Скорость цилиндра у основания горки вычислили по соотношению:. Определите абсолютную и относительную погрешности результата.

  6. Решить задачу 97 при условии, что скатывается шар.

  7. На рис. дан график зависимости угла поворота вращающегося тела от времени. Как изменяется кинетическая энергия тела на этом интервале времени?

  8. Шарик радиусом Rш= 2см, подвешенный на нити длинойl=38смотклонили на уголи отпустили (лаб. раб. №9). Линейную скорость центра масс шарика рассчитали из соотношения. Вычислить абсолютную и относительную погрешности результата.

  9. Однородный стержень длиной lможет вращаться без трения вокруг горизонтальной оси, походящей через один из его концов. Стержень отклонили на уголи отпустили. Скорость центра инерции рассчитали из соотношения:. Вычислить абсолютную и относительную погрешности результата.

«Гармонические колебания»

  1. Дайте определения амплитуде, периоду, частоте и фазе колебаний.

  2. Выведете выражение для периода колебаний математического маятника.

  3. Выведете выражение для периода колебаний физического маятника.

  4. Выведете выражение для периода колебаний пружинного маятника.

  5. Сложение колебаний одинакового направления. Векторные диаграммы.

  6. Энергия гармонических колебаний.

  7. Математический маятник отклонили на угол 0,1и отпустили. Определить начальную фазу колебаний в уравнении. Начальный угол отклонения маятника отрицательный.

  8. Решить задачу108 при условии, уравнение колебаний имеет вид: .

  9. На рис. 112а дан график колебаний пружинного маятника, изображенного на рис. 112б. Уравнение колебаний имеет вид:. Определить начальную фазу колебаний.

  10. Решить задачу 110 при условии, что уравнение колебаний имеет вид: .

  11. Решить задачу 110 при условии, что начало отсчета времени на графике 112а перенесено в точку К.

  12. Два математических маятника совершают колебания. Амплитуды и частоты колебаний связаны друг с другом соотношениями: . Сравнить модули тангенциальных ускорений и скоростей а) в положении равновесия; б) в крайнем положении грузов.

  13. Грузы, подвешенные на упругих вертикальных тросах, совершают вертикальные колебания. Зависит ли период колебаний: а) от массы груза; б) от длины троса; в) от сечения троса?

  14. Два груза равных масс, подвешенные на упругих тросах совершают вертикальные колебания. Материал и сечения тросов одинаковые, а длины тросов соотносятся как . Найти соотношение периодов колебаний грузов.

  15. В лифте, поднимающемся вверх с постоянным ускорением, совершают гармонические колебания: а) вертикальный пружинный маятник; б) математический маятник. Зависят ли периоды колебаний маятников от ускорения лифта?

  16. Сложите три гармонических колебания одинакового направления: . Нарисуйте векторную диаграмму для момента времени.

  17. Сложите три гармонических колебания одинакового направления: . Нарисуйте векторную диаграмму для момента времени.

  18. Сложите три гармонических колебания одинакового направления: . Нарисуйте векторную диаграмму для момента времени.

  19. Сложите три гармонических колебания одинакового направления: . Нарисуйте векторную диаграмму для момента времени.

  20. Складываются четыре одинаково направленных колебания с равными амплитудами, частотами. Фазы всех колебаний сдвинуты относительно друг друга на величину. Определить графически с помощью векторных диаграмм амплитуду результирующего колебания, еслиравно: а); б); в).

  21. Пружину растянули на длину, затем еще на. Найти отношение произведенных работ.

  22. Две пружины с жесткостями ирастянуты: а) на одинаковую длину; б) до одинаковой силы натяжения. Сравнить работы натяжения двух пружин в этих случаях.

  23. Две последовательно соединенные пружины с жесткостями ирастянуты силойF. В какой пружине запасено больше потенциальной энергии и во сколько раз?

  24. Модулем Юнга Еназывается жесткость куба единичного объема при усилии, приложенном перпендикулярно одной из его граней. Какова жесткость стержня длиныLи сеченияSпри продольном растяжении или сжатии? Пусть стержень закреплен с одного конца. С какой силой, прикладываемой к другому концу, его можно растянуть на? «Молекулярная физика»

  25. Внутренняя энергия идеального газа.

  26. Работа газа при изопроцессах.

  27. Удельная и молярная теплоемкости идеального газа при постоянном давлении и объеме.

  28. Первое начало термодинамики для изопроцессов.

  29. Уравнение адиабаты идеального газа.

  30. Возможно ли вычислить на основании уравнения Менделеева-Клапейрона число молекул в газе по V, T,P?

  31. Возможно ли вычислить на основании уравнения Менделеева-Клапейрона плотность газа поPиT?

  32. Возможно ли вычислить на основании уравнения Менделеева-Клапейрона массу молекулы по P,T и плотности газа?

  33. Возможно ли вычислить на основании уравнения Менделеева-Клапейрона концентрацию молекул nпо значениям плотности газаи молярной массе?

  34. Возможно ли вычислить массу молекулы газа по данному значению молярной массы ?

  35. Начертить процесс 1-2-3-4, указанный на рис. 138 в координатах V,T иP,T?

  36. Начертить процесс 1-2-3-4, указанный на рис. 139 в координатах V,T иP,V?

  37. Начертить процесс 1-2-3-4, указанный на рис. 140 в координатах P,T иP,V?

  38. На рис 141 точки 1 и 2 какая из точек соответствует: а) большему объему; б) большей плотности газа?

  39. Как изменяется давление некоторой массы газа в процессах, представленных графикамиIиIIна рис.142?

  40. Сравнить количества теплоты, получаемые газом в процессах, графики которых даны на рис. 143: а) 1-2 и 4-3; б) 2-3 и 1-4. На что расходуется эта теплота?

  41. Сравнить количества теплоты, получаемые газом в процессах, графики которых даны на рис. 144: а) 1-2 и 4-3; б) 2-3 и 1-4. На что расходуется эта теплота?

  42. Сравнить количества теплоты, получаемые газом в процессах, графики которых даны на рис. 145: а) 1-2 и 4-3; б) 2-3 и 1-4. На что расходуется эта теплота?

  43. Сравнить количества теплоты, получаемые газом в процессах, графики которых даны на рис. 146: а) 1-2 и 4-3; б) 2-3 и 1-4. На что расходуется эта теплота?

  44. На рис.147 представлен цикл Карно с идеальным газом. Какие кривые цикла описаны правильно? 1-2:; 2-3:; 3-4:; 4-1:.

  45. На каких участках циклического процесса, изображенного на рис.148, внутренняя энергия газа: а) растет; б) падает? На каких участках этого процесса газ совершает: а) положительную работу;

  46. б) отрицательную работу?

  47. Ответить на вопросы задачи 148, в случае, если процесс пойдет в противоположном направлении.

  48. На рис. 150 дан график процесса , состоящего из изотермы 1-2 и адиабаты 2-3. Показать площадь, которая представляет собой: а) изменение внутренней энергии; б) количество теплоты, поглощаемой газом.

Часть II. «Электричество и магнетизм».

«Электростатика»

  1. НапряженностьЕи потенциалэлектрического поля. Два заряда ирасположены так, как указано на рис.1. Определить напряженностьи потенциалэлектрического поля, создаваемого этими зарядами в т.М. Найти также напряженность поля в этой точке графически.

  2. НапряженностьЕи потенциалэлектрического поля. Два заряда ирасположены так, как указано на рис.2. Определить напряженностьи потенциалэлектрического поля, создаваемого этими зарядами в т.М. Найти также напряженность поля в этой точке графически.

  1. Напряженность Еи потенциалэлектрического поля. Два заряда ирасположены так, как указано на рис.3. Определить напряженностьи потенциалэлектрического поля, создаваемого этими зарядами в т.М. Найти также напряженность поля в этой точке графически.

  1. Напряженность Еи потенциалэлектрического поля. Два заряда ирасположены так, как указано на рис.4. Определить напряженностьи потенциалэлектрического поля, создаваемого этими зарядами в т.М. Найти также напряженность поля в этой точке графически.

  1. Внутри конденсатора (поверхностная плотность свободных зарядов ) помещена пластина из диэлектрика, на поверхностях которой образовались поляризованные заряды(рис.5). Нарисовать в масштабе графики зависимостей напряженности, потенциала, электрического смещенияот координатыx.Потенциал в центре системы равен нулю.

  1. Внутри конденсатора (поверхностная плотность свободных зарядов ) помещена пластина из диэлектрика, на поверхностях которой образовались поляризованные заряды(рис.5). Нарисовать в масштабе графики зависимостей напряженности, потенциала, электрического смещенияот координатыx.Потенциал в центре системы равен нулю.

  2. Внутри конденсатора (поверхностная плотность свободных зарядов ) помещена пластина из диэлектрика, на поверхностях которой образовались поляризованные заряды(рис.5). Нарисовать в масштабе графики зависимостей напряженности, потенциала, электрического смещенияот координатыx.Потенциал в центре системы равен нулю.

  3. Внутри конденсатора (поверхностная плотность свободных зарядов ) помещена пластина из диэлектрика с диэлектрической проницаемостью. Чему равна поверхностная плотность поляризованных зарядов(рис.5). Нарисовать в масштабе графики зависимостей напряженности, потенциала, электрического смещенияот координатыx.Потенциал в центре системы равен нулю.

  4. Внутри конденсатора (поверхностная плотность свободных зарядов ) помещена пластина из диэлектрика с диэлектрической проницаемостью. Чему равна поверхностная плотность поляризованных зарядов(рис.5). Нарисовать в масштабе графики зависимостей напряженности, потенциала, электрического смещенияот координатыx.Потенциал в центре системы равен нулю.

  5. Поток вектора. Теорема Остроградского-Гаусса. Заряженная плоскость (поверхностная плотность зарядов) пересекает три замкнутых поверхности а), б) и в) (рис.6.). Чему равен потоквектора напряженности электрического поляЕчерез эти поверхности.

  1. Поток вектора . Теорема Остроградского-Гаусса. Положительный зарядокружен металлической полостьюМ(рис.7). Определить потоквектора напряженности электрического поляЕчерез замкнутые поверхностиa),b) иc).

  1. Поток вектора. Теорема Остроградского-Гаусса. Электрическое поле создано равномерно заряженной нитью с линейной плотностью заряда. Сравнить потокивектора напряженности электрического поляЕчерез замкнутую поверхность цилиндра в положениях а) и б) (рис.8). Радиусцилиндра равен его высоте.

  1. Поток вектора. Теорема Остроградского-Гаусса. Как изменится потоквектора напряженности электрического поляЕчерез замкнутую поверхность цилиндра, если равномерно заряженную нить (линейная плотность зарядов) наклонить на угол(рис.9)?

  1. Поток вектора . Теорема Остроградского-Гаусса. Как изменится потоквектора напряженности электрического поляЕчерез замкнутую поверхность цилиндра, если равномерно заряженную плоскость (поверхностная плотность зарядов) наклонить на угол(рис.10)?

  2. Имеются три конденсатора, на которых написано: . Какой из конденсаторов пробьется первым, если конденсаторы соединены: а) параллельно; б) последовательно?

  3. Почему притягиваются пластины конденсатора? Как изменяется сила притяжения пластин конденсатора при их сближении, если конденсатор: а) присоединен к источнику; б) отсоединен от источника?

  4. Расстояние() между пластинами конденсатора () увеличили на 1 мм.. Вычислить совершаемую работу, если конденсатор подсоединен к источнику с напряжением 10В.

  5. Решить предыдущую задачу при условии, что конденсатор отключили от источника.

  6. Вычислить емкость конденсатора, изображенного на рис. 19, если .

  7. Вычислить емкость конденсатора, изображенного на рис. 20, если .

  8. Вычислить емкость конденсатора, изображенного на рис. 21, если .

  1. Вычислить потенциальную энергию системы зарядов, изображенных на рис.22.

  2. Вычислить потенциальную энергию системы зарядов, изображенных на рис.22, если знаки всех зарядов поменять на противоположные.

  3. -частица () налетает на ядро золота (). До какого минимального растояния они сблизятся, если энергия -частицы равна?

  4. Чему будет равна скорость разлетающихся электронов на расстоянии друг от друга, если в покое они находились на расстоянии?

  5. Два электрона, имеющие скорость на расстояниидруг от друга, летят навстречу. Опишите их дальнейшее движение. Какова будет их скорость на очень большом расстоянии друг от друга?

  6. На горизонтальной плоскости на расстоянии друг от друга находятся два тела массы, имеющие заряд. Какое расстояниепойдет каждое из тел, если коэффициент трения тел о плоскость равен? Условия таковы, что.

Электродинамика

  1. В синхротроне электроны движутся по приблизительно круговым орбитам длиной . Во время цикла ускорения на орбите находится примерноэлектронов, скорость которых практически равна скорости света. Какова сила тока пучка электронов?

  2. Сила тока I в проводнике меняется со временемtпо закону, гдеIвыражена в амперах, аtв секундах. Какое количество электричестваqпротекает через поперечное сечение проводника за время отдо?

  3. В медном проводнике с площадью сечения полный движущийся заряд складывается из свободных электронов, которые образуются валентными электронами меди. Какова скорость упорядоченного движения электронов, если ток в проводнике равен. Считать, что один атом меди поставляет один свободный электрон.

  4. Плотность тока перпендикулярна плоскости раздела двух сред с удельным сопротивлением. Используя закон Ома в дифференциальной форме, найдите напряженности полей в этих средах, а затем определите поверхностную плотность заряда на плоскости раздела.

  5. Сконструируем ядерную батарейку, которая представляет собой металлическую сферу, внутри которой находится изолированный кусочек радиоактивного кобальтаCo(рис. 31). В результате радиоактивного распада за одну секунду из кобальта вылетаютэлектронов, энергиякоторых равна. Какова электродвижущая силатакой батарейки? Какой максимальный ток может давать такая батарейка и какова ее максимальная мощность?

  1. Шкала вольтметра имеет 150 делений. Вольтметр имеет одну общую и три дополнительных клеммы, рассчитанные на измерение 3, 15, 150 В. Стрелка прибора отклоняется на 50 делений при прохождении через него тока 1мА. Каково внутреннее сопротивление прибора при включении его на различные диапазоны? Класс точности прибора равен 0,5. Какова абсолютная погрешность измерений на различных диапазонах? Какие токи можно измерять этим прибором без дополнительного шунтирования?

  2. Какой шунт нужно присоединить к гальванометру, имеющему шкалу на 100 делений с ценой деления 1мкА и внутреннее сопротивление 180 Ом, чтобы им можно было измерять ток до 1 мА? Класс точности прибора равен 0,5. Какова абсолютная погрешность измерений прибора с шунтом и без него?

  3. Вольтметр имеет шкалу на 100 делений с ценой деления 1В и внутреннее сопротивление 10кОм. Какое максимальное напряжение можно будет измерить этим прибором, если к нему присоединить добавочное сопротивление 90кОм? Класс точности прибора равен 0,5. Какова абсолютная погрешность измерений с дополнительным сопротивлением и без него?

  1. Переключая вольтметр на измерение вдвое большего диапазона напряжения (с 3В до 6В), ожидали вдвое меньшего отклонения стрелки (взамен 60 делений ожидали отклонения 30 делений). Однако этого не произошло, хотя в остальной части цепи ничего не изменяли. Большее или меньшее напряжение покажет вольтметр после переключения?

  2. Напряжение в сети постоянного тока 120В. Для работы нормальной работы прибора необходимо напряжение 30В. Экспериментатор подключил к сети делитель напряжения с сопротивлениями плеч 30кОм и 10кОм (рис. 36) и высокоомным прибором проверил, что напряжение на сопротивлении 10кОм действительно 30В. Однако подключенный прибор не заработал, т.к. на его клеммах напряжение оказалось 15В. Почему? Каково сопротивление прибора? Какой нужно взять делитель напряжения, чтобы на клеммах прибора оказалось действительно 30В?

  3. Батарея, замкнутая на сопротивление 10 Ом, дает ток 3А; замкнутая на сопротивление 20 Ом, она дает ток 1,6А. Найдите э.д.с. и внутреннее сопротивление батареи.

  4. Две электроплитки, соединенные параллельно, потребляют мощность N. Какую мощность будут потреблять эти электроплитки, включенные последовательно, если одна из электроплиток потребляет мощностьN0?

  5. Сила тока I в проводнике сопротивлениемменяется со временемtпо закону, гдеIвыражена в амперах, аtв секундах. Какое количество тепла выделится в проводнике за время отдо?

  6. Аккумулятор подключен один раз к внешней цепи с сопротивлением , а в другой раз – с. При этом количество теплоты , выделяющееся во внешней цепи в единицу времени , одинаково. Определите внутреннее сопротивление аккумулятора.

  7. От источника напряжения 10кВ требуется передать на расстояние 5км мощность 500 кВт. Допустимая потеря напряженияв подводящих проводах 1%. Каково минимальное сечение медного провода? Во сколько раз увеличатся потеримощности, если электроэнергию той же мощности передавать по той же линии при напряжении 220В? Во сколько раз следует повысить напряжение источника, чтобы снизить потеримощностив проводах в 100 раз в той же линии при передаче той же мощности?

  8. Какую наибольшую мощность можно получить от батареи с напряжением 100В и внутренним сопротивлением 20Ом? Какую мощность можно получить от батареи при к.п.д. 80%? Какую наибольшую мощность можно получить от батареи, если максимальный допустимый ток составляет 0,1 от тока короткого замыкания?

  9. Тепловая мощность , отдаваемая спиралью электроплитки, линейно зависит от разности температур спиралиТи комнатного воздухаТ0:. Сопротивление спирали тоже линейно зависит от той же разности температур:, где- сопротивление спирали при комнатной температуре. До какой температуры нагреется спираль при пропускании через нее тока?

  1. Написать уравнения Кирхгофа для схемы на рис.43.

  1. Написать уравнения Кирхгофа для схемы на рис.44.

  1. Написать уравнения Кирхгофа для схемы на рис.45.

  1. Написать уравнения Кирхгофа для схемы на рис.46.

  1. Написать уравнения Кирхгофа для схемы на рис.47.

Магнетизм”

  1. Закон Био-Савара-Лапласа. Даны два проводника, по которым текут токив одинаковом направлении (рис. 48). Нарисовать график зависимости индукции магнитного поляВна осиx от координатыx, если.

  2. Закон Био-Савара-Лапласа. Решить задачу 48 при условии, что токи текут в противоположном направлении.

  3. Закон Био-Савара-Лапласа. Во сколько раз уменьшится индукция магнитного поля Вв центре кольца с током, если его согнуть по диаметру под углом?

  4. Закон Био-Савара-Лапласа. Прямой длинный провод имеет плоский виток радиуса(рис. 51). Найти величину и направление магнитной индукцииВв центре витка.

  1. Закон Био-Савара-Лапласа. По тонкому проволочному кольцу течет ток. Не изменяя силы тока в проводнике, ему придали форму квадрата. Во сколько раз изменилась магнитная индукция в центре контура.

  1. Закон Био-Савара-Лапласа. По двум скрещенным проводникам текут токи (рис.53). В каких точках создаваемое ими магнитное поле равно 0, если?

  1. Закон Био-Савара-Лапласа. По контуру, состоящему из двух отрезков прямых и двух отрезков окружностей, течет токI (рис. 54). Определить магнитное поле в т. О, создаваемое этим контуром.

  1. Сила Лоренца. Три бесконечно длинные проводника расположены на одном и том же расстоянии один от другого. По проводникам текут токи:. Вычислить величины сил, действующих на эти проводники.

  2. Сила Лоренца. Как будут взаимодействовать проводники с токами, представленные на рис. 53?

  3. Сила Лоренца. Проводник с токомIсогнут под прямым углом (рис. 57). Как зависит сила Ампера, действующая на элемент тока, от расстояниядо точки сгиба? Как зависит момент этой силы от этого же расстояния?

  1. Сила Ампера. Какова сила Лоренца, действующая на электрон, летящий со скоростью вдоль проводника с токомна расстоянииот проводника?

  2. Сила Ампера. Проводящее кольцо поместили в магнитное поле, перпендикулярное его плоскости. Проволока выдерживает на разрыв 10Н. Какой минимальный токIнадо пропустить по кольцу, чтобы разорвать проволоку, если радиус кольца равен 0,1м.

  3. Воднородном магнитном поле индукциинаходится квадратная рамка с токомI(рис.60) Определите частоту свободных колебаний рамки вокруг оси ОО, если масса рамки равнаm.

  1. Квадратная рамка с током закреплена так, что может свободно вращаться вокруг горизонтальной оси ОО, проходящую через одну из сторон рамки (рис.61). Рамка находится в вертикальном однородном магнитном поле индукцииВ. Угол наклона рамки к горизонту, ее массаm, длина стороныа. Найдите ток в рамке.

  1. Магнитный момент контура. Треугольная рамка с токомIможет вращаться вокруг горизонтальной оси ОО, проходящей через вершину треугольника (рис.62). Масса единицы длины проволоки. Рамка находится в магнитном полеВ, направленном вдоль поля тяжести. Определите угол отклоненияплоскости рамки от горизонтали и направление токаI в рамке.

  2. Магнитный момент контура. Проволочная рамка с током Iв виде окружности может вращаться вокруг горизонтальной оси ОО. (рис.63). Масса единицы длины проволоки. Рамка находится в магнитном полеВ, направленном вдоль поля тяжести. Определите угол отклоненияплоскости рамки от горизонтали и направление токаI в рамке.

  3. Магнитный момент контура. Катушка, по виткам которой течет токI, вертикально стоит на горизонтальной плоскости. Масса всей катушки равнаМ, число витковN, радиус витковR. При какой индукции горизонтального магнитного поляBкатушка под действием этого поля опрокинется..

  4. Магнитный поток. Квадратная рамка со сторонойaвращается в однородном магнитном полеВсо скоростью. Ось вращения перпендикуляра линиям индукцииВ. Напишите уравнение зависимости магнитного потокаФот времениt.

  5. Магнитный поток. В однородном магнитном поле Впомещена прямоугольная рамка, одна из сторон которой подвижна (рис.66). Плоскость рамки перпендикулярна линиям индукции. Подвижная сторона рамки движется со скоростьюV. Напишите уравнение зависимости магнитного потокаФчерез рамку от времениt, если подвижная сторона рамки равнаа.

  6. Магнитный поток. Стержень длиной lвращается со скоростьювокруг оси, перпендикулярной стержню и проходящей через его середину. Напишите уравнение зависимости магнитного потокаФчерез площадь, заметаемую стержнем, от времениt.

  7. Магнитный поток. В плоскости, проходящей через прямой, длинный проводник с токомI, находится квадратная рамка со сторонойа (рис.68).Одна сторона рамки параллельна проводнику и находится от него на расстоянииb. Как изменится магнитный поток через рамку, если ее передвинуть из положения 1 в положение 2.

  8. Магнитный поток. Катушка радиусом R, имеющаяNвитков, находится в магнитном поле так, что ее ось совпадает с направлением магнитного поляВ. Как изменится магнитный поток через катушку, если ее повернуть на угол, а затем еще нав том же направлении. При каком повороте изменение магнитного потока будет больше и во сколько раз?

  9. Работа по перемещению проводника (или контура) с током в магнитном поле. Проволочный виток радиуса Rнаходится в магнитном полеB так, что его магнитный момент совпадает с направлением магнитного поля. Какую минимальную работу надо совершить. чтобы растянуть этот виток в квадрат, если по нему протекает токI?

  10. Работа по перемещению проводника (или контура) с током в магнитном поле. В однородном магнитном поле В=0,4Тл в плоскости, перпендикулярной линиям индукции поля, может вращаться стержень длинойl=10см, по которому течет токI=1А. Ось вращения проходит через один из концов стержня. Какую работу надо совершить, чтобы повернуть стержень на половину оборота?

  11. В однородном магнитном поле под действием силы Лоренца движутся по окружностям протон (заряд протонае, масса-m) и ядро гелия( заряд ядра гелия 2е, масса- 4m). Импульсы частиц равны по модулю. Сравнить: а) периоды вращения; б)радиусы орбит; в) орбитальные токи; г) орбитальные магнитные моменты.

  12. Электрон влетает в однородные электрическое () и магнитное () поля, силовые линии которых параллельны. Скорость электронаи направлена вдоль силовых линий. Определить нормальное и тангенциальное ускорения электрона в этот момент.

  13. Решить задачу 223, если скорость электрона перпендикулярна силовым линиям.

  14. При каком расположении электрического и магнитного полей положительно заряженная частица не испытывает отклонения от прямолинейного движения? Каково соотношение между напряженностью электрического поля Еи индукцией магнитного поляВ?

  15. В циклотроне требуется ускорять -частицы. К дуантам приложена переменная разность потенциалов с частотой 10Мгц. Какова должна быть индукция магнитного поляВ, чтобы соблюдалось условие синхронизма. Сколько оборотов должна сделать-частица, чтобы приобрести энергию 10МэВ, если за один полный оборот она проходит между дуантами разность потенциалов 30кВ.

  16. Заряженная частица движется в однородном магнитном поле по окружности радиусаR=1см. Параллельно магнитному полю включили электрическое поле с напряженностью . Какое время должно действовать электрическое поле, чтобы энергия частицы увеличилась вдвое.

Электромагнетизм”

  1. Закон Фарадея. Правило Ленца. Магнитный поток, пронизывающий замкнутый контур, изменяется по закону, представленному на рис. 81. Нарисуйте график изменения индуцированного тока со временем.

  1. Закон Фарадея. Правило Ленца. Магнитный поток, пронизывающий замкнутый контур, изменяется по закону, представленному на рис. 81. Нарисуйте график изменения индуцированного тока со временем.

  1. Закон Фарадея. Правило Ленца. Проводящая перемычкаMNскользит по согнутому под прямым углом проводнику, перемещаясь поступательно со скоростьюV(рис.82). При этом образуется контур, сохраняющий форму равнобедренного треугольника. Система находится в однородном магнитном полеВ. Приперемычка пересекла вершину треугольника О. Определить э.д.с. в контуре и направление индукционного тока в контуре.

  2. Закон Фарадея. Правило Ленца. В однородном магнитном поле скользят друг по другу с равными постоянными скоростямиVчетыре неизолированных провода (рис.83). Плоскость пересечения проводов перпендикулярна линиям индукцииВ. Напишите законы, по которым изменяются э.д.с. и индуцированный ток в образованном проводами расширяющемся квадратном контуре. В момент временивсе проводники пересекали точку О.

  3. Закон Фарадея. Правило Ленца. Тонкое проводящее кольцо помещено в магнитное поле В, перпендикулярное плоскости кольца. Радиус кольца увеличивается с постоянной скоростьюV. Напишите законы, по которым изменяются э.д.с. и индуцированный ток в расширяющемся кольце, если в начальный момент времени сопротивление кольца равно, а радиус кольца.

  4. Вблизи длинного прямолинейного провода с токомIв одной плоскости с проводом расположены два одинаковых контура со сторонамиаиb (рис.84). Ток в проводе отключают. Вычислить заряды, протекающие по контурам 1 и 2, если сопротивление контура равноR.

  5. В однородном магнитном поле находится проводящая рамка. Угол между нормалью к плоскости рамки и линиями индукции . Сравнить заряды, протекающие по контуру, когда угол изменяется: а) отдо; б) отдо.

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

  7. Проволочное кольцо радиусом лежит на столе. Какое количество электричестваQпротечет по кольцу, если его повернуть с одной стороны на другую? СопротивлениеR кольца равно 1 Ом. Вертикальная составляющая индукцииВмагнитного поля Земли равна 50 мкТл.

  8. Тонкий медный провод массой согнут в виде квадрата. Этот контур помещен в магнитное полеВиндукцией 0,1Тл так, что его плоскость перпендикулярна линиям индуции. Какое количество электричестваQпротечет по контуру, если квадрат, потянув за противоположные вершины, вытянуть в линию?

  9. Индуктивность контура, соленоида. Определите индуктивность одного километра двухпроводной линии, состоящей из двух проводников диаметром , расположенных на расстояниидруг от друга. По проводникам текут равные по модулю, но противоположно направленные токи.

  10. Индуктивность контура, соленоида. Соленоид, площадь сечения которого , содержит. Индукция магнитного поля в соленоидепри силе тока в нем. Определить индуктивность соленоидаL.

  11. Индуктивность контура, соленоида. Наматывают соленоид в один слой, укладывая витки вплотную друг к другу. Как изменяется отношение индуктивности Lсоленоида к его сопротивлениюR(добротность контура) с увеличением числа витков?

  12. Индуктивность контура, соленоида. На картонный каркас длиной и площадью сечениянамотан в один слой провод диаметромтак, что витки плотно прилегают друг к другу. Вычислить индуктивность соленоида.

  13. Индуктивность контура, соленоида. Катушка, намотанная на цилиндрический каркас, имеет 750 витков. и индуктивность . Чтобы увеличить индуктивность катушки до, обмотку катушки сняли и заменили обмоткой из более тонкой проволоки с таким расчетом, чтобы длина соленоида осталась прежней. Определить число витков катушки после перемотки.

  14. Колебательный контур. Колебательный контур имеет индуктивность , электроемкостьи максимальное напряжение. Определить максимальную силу тока в контуре.

  15. Колебательный контур. Колебательный контур содержит конденсатор и катушку индуктивности. Каково максимальное напряжение на обкладках конденсатора, если максимальная сила тока в контуре равна?

  16. Колебательный контур. Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью и соленоида индуктивностью. Найти частотуколебаний.

  17. Колебательный контур. Индуктивность колебательного контура равна 0,5мГн. Какова должна быть электроемкостьконтура, чтобы он резонировал на длину волны. Длиной волны называется расстояние, которое проходит волна за один период колебаний.

  18. Колебательный контур. На какую длину волны будет резонировать контур, состоящий из катушки индуктивностью и конденсатора электроемкостью?