- •Методические указания к решению задач и контрольные задания по курсу физика
- •Северодонецк 2010
- •Содержание
- •Варианты и номера задач для контрольной работы
- •I.. Электростатика
- •I. 1. Закон Кулона.
- •I. 2. Напряженностью электростатического поля. Принцип суперпозиции.
- •I. 3. Напряженность поля точечного заряда в вакууме
- •I. 4. Принцип суперпозиции электростатических полей.
- •I. 5. Электрический момент диполя или дипольным момент.
- •I. 6. Поток вектора напряженности электростатического поля.
- •I. 7. Теорема Гаусса для электростатического поля.
- •Примеры решения задач.
- •§1. Контрольные задания
- •Получить выражение для модуля е(r) напряженности поля бесконечной прямой нити, заряженной однородно с линейной плотностью ( r – расстояние от оси нити).
- •Потенциал. Работа по перемещению заряда в электростатическом поле.
- •2. 1. Потенциал, разность потенциалов электростатического поля?
- •1. 2. Связь между напряженностью и потенциалом электростатического поля.
- •2. 3. Работа электростатического поля при перемещении заряда.
- •2. 5. Вектор электрического смещения.
- •2. 6. Электроемкость уединенного проводника, шара.
- •2. 7. Электроемкость шара.
- •2. 8. Электроемкость батареи конденсаторов при последовательном соединении.
- •2. 9. Электроемкость батареи конденсаторов при параллельном соединении
- •2. 10. Энергия заряженного конденсатора.
- •Примеры решения задач.
- •2. Контрольные задания
- •3. Постоянный электрический ток.
- •Примеры решения задач.
- •Рассмотрим напряжение на сопротивлениях r1 и r23. Из закона Ома для однородного участка (4.3) следует:
- •Силу тока i1 найдём по закону Ома для всей цепи:
- •Внешнее сопротивление r есть сумма двух сопротивлений:
- •Выразим отсюда Rш с учётом (4.30):
- •К заданию 7.25
- •Магнитное поле постоянного тока. Основные формулы.
- •I. 2. Вращающий момент сил в магнитном поле.
- •I. 2. Вектор магнитной индукции.
- •I. 5. Принцип суперпозиции вектора магнитной индукции.
- •I. 4. Закон Био – Савара – Лапласа.
- •I. 4. Применение закона Био – Савара – Лапласа к расчету магнитных полей.
- •II. 14. Циркуляция вектора магнитного поля в вакууме. Закон полного тока для магнитного поля в вакууме (теорема о циркуляции вектора ).
- •II. 14. Закон полного тока для магнитного поля в вакууме (теорема о циркуляции вектора ).
- •II. 15. Поток вектора магнитной индукции.
- •II. 15. Теорема Гаусса для магнитного поля .
- •II. 11. Закон Ампера. Покажите взаимодействие параллельных токов.
- •Модуль силы Ампера вычисляется по формуле
- •II. 11. Взаимодействие параллельных токов в магнитном поле.
- •II. 12. Сила Лоренца.
- •II. 13. Движение заряженных частиц в магнитном поле под действием силы Лоренца?
- •II. 12. Действие электромагнитного и магнитного полей на движущийся заряд (формула Лоренца).
- •Примеры решения задач.
- •По теореме косинусов
- •II. 16. Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле.
- •I. 6. Закон Фарадея, правило Ленца.
- •I. 7. Явление самоиндукции контура.
- •I. 7. Индуктивность соленоида (тороида):
- •I. 7. Собственная энергия тока и взаимная энергия двух токов:
- •I. 7 Экстратоки при замыкании и размыкании цепей.
- •Примеры решения задач.
- •Контрольные задания.
- •3. Механические колебания и волны.
- •1. Уравнение гармонических колебаний.
- •2 Рис. 3.1 . Период, частота колебаний.
- •3.Уравнения плоской, сферической волн.
- •5. Условия max и min при интерференции волн.
- •6. Волновое число, фазовая скорость.
- •Для характеристики волн используется волновое число
- •7. Волновое уравнение.
- •8. Уравнение стоячей волны.
- •Примеры решения задач.
- •Контрольные задания.
- •Электромагнитные колебания волны
- •Примеры решения задач.
- •Контрольные задания.
- •8. Интерференция света.
- •Примеры решения задач.
- •Контрольные задания.
- •9. Дифракция света. Основные формулы.
- •I. 3. Условие максимумов и минимумов на одной щели.
- •I. 3. Условие максимумов на дифракционной решетке.
- •II. 8. Формула Вульфа-Брэггов
- •II. 10. Разрешающая способность дифракционной решетки.
- •II. 11. Показатель преломления среды.
- •Примеры решения задач.
- •5. Поляризация света
- •Примеры решение задач.
2. Контрольные задания
1. Найти работу, которую надо совершить, чтобы переместить заряд q=2 нКл из точки А в точку В (см. рис.). Заряды q1 и q2 – неподвижны. Данные приведены в табл. 2.1.
Таблица 2.1.
Данные Номер
задачи
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 q1, нКл -2 +1 -3 2 -1 -2 3 2 1 -2 q2, нКл 3 -2 1 -1 2 -3 1 -2 2 3 а,м 0,1 0,2 0,3 0,1 0,2 0,3 0,1 0,2 0,3 0,1
-
-
Плоский конденсатор может быть применен в качестве чувствительных микровесов. Внутри горизонтально расположенного плоского конденсатора, расстояние между пластинами которого d=3,84 мм, находится заряженная частица с зарядом q=1,4410-9 Кл. Для того, чтобы частица находилась в равновесии между пластинами конденсатора нужно было приложить разность потенциалов U = 40 В. Найти массу частицы.
-
В плоском горизонтально расположенном конденсаторе, расстояние между пластинами которого d=1 см, находится заряженная капелька массой m=510-11 г. При отсутствии электрического поля капелька вследствие сопротивления воздуха падает с некоторой постоянной скоростью. Если к пластинам конденсатора приложена разность потенциалов U=600 в, то капелька падает вдвое медленней. Найти заряд капельки.
-
Между двумя вертикальными пластинами на одинаковом расстоянии от них падает пылинка. Вследствие сопротивления воздуха скорость падения пылинки постоянна и равна V=2 см/сек. Через сколько времени после подачи на пластины разности потенциалов U=3000 в пылинка достигнет одной из пластин? Какое расстояние l по вертикали пылинка пролетит до попадания на пластину? Расстояние между пластинами d=2 см, масса пылинки m=210-9 г, заряд ее q=6,510-17 Кл.
-
. Решить предыдущую задачу при отсутствии силы трения (вакуумный конденсатор).
-
Электрон, пройдя в плоском конденсаторе путь от одной пластины до другой, приобретает скорость 108 см/сек. Расстояние между пластинами 5,3 мм. Найти: 1) разность потенциалов между пластинами, 2) напряженность электрического поля внутри конденсатора, 3) поверхностную плотность заряда на пластинах.
-
Электрическое поле образовано двумя параллельными пластинами, находящимися на расстоянии 2 см друг от друга; разность потенциалов между ними 120 В. Какую скорость получит электрон под действием поля, пройдя по силовой линии расстояние в 3 мм.
-
Электрон, находящийся в однородном электрическом поле, получает ускорение, равное 1014 см/сек2. Найти: 1) напряженность электрического поля, 2)скорость, которую получит электрон за 10-6 с своего движения, если начальная его скорость равна нулю, 3) работу сил электрического поля за это время, 4) разность потенциалов, пройденную при этом электроном.
-
. Электрон летит от одной пластины плоского конденсатора до другой. Разность потенциалов между пластинами равна 3 кВ; расстояние между пластинами 5 мм. Найти: 1) силу, действующую на электрон; 2) ускорение электрона, 3)скорость, с которой электрон приходит ко второй пластине, 4) поверхностную плотность заряда на пластинах конденсатора.
-
Электрон с некоторой начальной скоростью υ0 влетает в плоский конденсатор параллельно пластинам на равном расстоянии от них. К пластинам конденсатора приложена разность потенциалов U=300 В. Расстояние между пластинами d=2 см, длина конденсатора l=10 см. Какова должна быть предельная начальная скорость υ0 электрона, чтобы электрон не вылетел из конденсатора?
-
Электрон влетает в плоский горизонтальный конденсатор параллельно пластинам на равном расстоянии от них. Расстояние между пластинами d=4 см, напряженность электрического поля в конденсаторе E=1 В/см. 1) Через сколько времени после того, как электрон влетел в конденсатор, он попадет на одну из пластин? 2) На каком расстоянии от начала конденсатора электрон попадает на пластину, если он был ускорен разностью потенциалов 60 В?
-
По тонкому кольцу радиусом R=8 см равномерно распределен заряд с линейной плотностью = 6 нКл/м. Найти потенциал: а) в центре кольца; б) в точке лежащей на оси кольца на расстоянии 6 см от плоскости кольца.
-
По тонкому диску радиусом R=10 см равномерно распределен заряд с поверхностной плотностью = 10 нКл/м2. Найти потенциал: а) в центре диска; б) в точке, лежащей на оси диска на расстоянии h=8 см от плоскости диска.
-
.Найти потенциал в центре сферы радиусом R, заряженный с постоянной поверхностной плотностью .
-
Найти потенциал в точке А, удаленной на расстояние r0 от заряженной нити длиной (l1+l2). Линейная плотность заряда .
-
На отрезке тонкого прямого проводника равномерно распределен заряд с линейной плотностью = 2,5 нКл/м. Найти разность потенциалов точек А и В.
|
-
. Может ли существовать в вакууме электростатическое поле, у которого вектор напряженности во всем объеме поля одинаково направлен, но по модулю изменяется, например, по линейному закону, если переходить от точки к точке по нормальному к полю направлению.
-
Пользуясь теоремой Остроградского – Гаусса в дифференциальной форме, найти вектор напряженности Е электрического поля внутри и вне шара радиусом R, равномерно заряженного с объемной плотностью .
|
|