Вариант 4.

1. В вершинах квадрата находятся заряды, равные q. Какой отрицательный заряд следует

поместить в центр квадрата, чтобы вся система находилась в равновесии? Является ли

такое равновесие устойчивым?

2. Положительно заряженная бесконечная нить с постоянной линейной плотностью 2

нКл/см создает электростатическое поле. Какую скорость приобретет в этом поле элек-

трон, если он под действием поля приближается к нити вдоль линии напряженности с

расстояния 2,5 см до расстояния 1,5 см?

3. От батареи с ЭДС 800 В нужно передать энергию на расстояние 1 км. Потребляемая

мощность 5 кВт. Найти минимальные потери мощности в сети, если диаметр медных

проводящих проводов 0,5 см.

4. Расстояние между пластинами плоского конденсатора 7 мм, разность потенциалов 1,5

кВ. Определить поверхностную плотность заряда на пластинах конденсатора; поверхно-

стную плотность связанных зарядов на диэлектрике, если известно, что диэлектрическая

восприимчивость диэлектрика, заполняющего пространство между пластинами, равна 1.

5. Определить потенциальную энергию системы, состоящей из двух точечных зарядов

200 нКл и 20 нКл, которые расположены на расстоянии 20 см друг от друга.

6. Два цилиндрических проводника одинаковой длины и одинакового сечения, один из

меди, а другой из железа, соединены параллельно. Определить отношение мощностей

токов для этих проводников.

7. Потенциал ионизации атома водорода U1 = 13,6 B. Определить температуру, при кото-

рой атомы ртути имеют среднюю кинетическую энергию поступательного движения,

достаточную для ионизации.

8. Определить индукцию магнитного поля в центре проволочной квадратной рамки со

стороной 22 см, если по рамке течет ток 6 А.

9. Электрон влетел в однородное магнитное поле с магнитной индукцией 4 мТл и стал

двигаться по круговой орбите радиусом 20 см. Определить магнитный момент эквива-

лентного кругового тока.

10. В однородное магнитное поле напряженностью 200кА/м помещена квадратная рамка

со стороной 0,15 м. Плоскость рамки составляет с направлением магнитного поля угол α

= 60°. Определить магнитный поток, пронизывающий рамку.

11. Металлический диск радиусом 15 см расположен перпендикулярно линиям индукции

магнитного поля. Индукция магнитного поля равна 3 Тл. Диск вращается с частотой 200

м-1 вокруг оси, проходящей через центр. Два скользящих контакта (один – на оси диска,

другой – на окружности) соединяют диск с реостатом сопротивлением 10 Ом. Найти теп-

ловую мощность, выделяемую на реостате.

12. К зажимам генератора присоединен конденсатор емкостью 0,3 мкФ. Определить ам-

плитудное значение напряжения на зажимах, если амплитудное значение силы тока рав-

но 6 А, а частота тока составляет 5 кГц.

Вариант 5.

1. На нитках одинаковой длины подвешены заряженные шарики. Систему опускают в

керосин (плотность керосина 0,8 г/м3). Найти плотность материала, из которого сделаны

шарики, если угол расхождения нитей в воздухе и в керосине оказался одинаковым.

2. Заряд 2 нКл находится на металлической сфере радиусом 20 см. Найти модуль и на-

правление напряженности электростатического поля на расстоянии 15 см от центра сфе-

ры; и на поверхности сферы; на расстоянии 15 см от поверхности сферы. Постройте гра-

фик зависимости Е(r).

3. Внешняя цепь источника тока потребляет мощность 0,75 Вт. Найти силу тока в цепи,

если ЭДС источника тока 4 В и внутреннее сопротивление 0,5 Ом.

4. Сферический конденсатор представляет собой две концентрические сферы разного ра-

диуса (6 см и 8 см). В пространство между обкладками залито масло ε=2,2. Найдите

электроемкость такого конденсатора. Определите, какого радиуса шар нужно опустить в

масло, чтобы шар обладал такой же емкостью.

5. Рассчитать энергию кулоновского взаимодействия двух электронов, находящихся друг

от друга на расстоянии 2 мм.

6. Лампа накаливания потребляет ток, равный 1,35 А. Температура вольфрамовой нити

диаметром 0,3 мм равна 2040 °С. Ток подводится медным проводом сечением 2,5 мм2.

Определить напряженность электрического поля в вольфраме (удельное сопротивление

при 0° С ρ0 = 55 нОм·м, температурный коэффициент сопротивления α = 0,0045° С-1) и в

меди (ρ = 17 нОм·м).

7. Соленоид, находящийся в диамагнитной среде, имеет длину 40 см, площадь попереч-

ного сечения 12 см2 и число витков 350. Индуктивность соленоида 1,35 Гн, а сила тока,

протекающего по нему, 1,12 А. Определить магнитную индукцию внутри соленоида и

намагниченность внутри соленоида.

8. По прямому горизонтально расположенному проводу пропускают ток 11 А. Под ним

на расстоянии 2 см находится параллельный ему алюминиевый провод, по которому

пропускают ток 3 А. Определить, какова должна быть площадь поперечного сечения

алюминиевого провода, чтобы он удерживался незакрепленным.

9. Прямоугольная рамка с подвижной стороной длиной 20 см помещается в однородное

магнитное поле с индукцией 0,3 Тл. Найдите, какова ЭДС, возникающая в рамке, если

скорость перемещения ее подвижной стороны равна 12 м/с и она перемещается перпен-

дикулярно линиям магнитной индукции.

10. В однородном магнитном поле с индукцией 0,3 Тл расположен перпендикулярно ли-

ниям магнитной индукции прямой провод длиной 18 см. По проводнику протекает ток 6

А. Определить работу сил поля, под действием которых проводник переместился на 5 см.

11. В однородном магнитном поле 0,5 Тл равномерно с частотой 600 мин-1 вращается

рамка, содержащая 1000 витков, плотно прилегающих друг к другу. Площадь рамки

200 см2. Ось вращения лежит в плоскости рамки и перпендикулярна линиям магнитной

индукции. Определить максимальную ЭДС, индуцируемую в рамке.

12. Генератор, частота которого составляет 40 кГц и амплитудное значение напряжения

150 В, включен в резонирующую цепь, емкость которой С = 2 нФ. Определить ампли-

тудное значение напряжения на конденсаторе, если активное сопротивление цепи R = 6

Ом.