Электричество и магнетизм. 1. Электростатическое поле в вакууме.

Тема: Электростатическое поле в вакууме Электростатическое поле создано двумя точечными зарядами:   и  .  Отношение потенциала поля, созданного вторым зарядом в точке А, к потенциалу результирующего поля в этой точке равно …

4 |

Решение: Согласно принципу суперпозиции полей  , где   и   потенциалы полей, создаваемых в точке А каждым зарядом в отдельности. Потенциал поля точечного заряда  . Тогда потенциал результирующего поля в точке А  . Следовательно, искомое отношение  .

Тема: Электростатическое поле в вакууме Два проводника заряжены до потенциалов 30 В и –20 В. Заряд 100 нКл  переносят с первого проводника на второй. При этом силы поля совершают работу (в мкДж), равную …

5
Тема: Электростатическое поле в вакууме Два точечных заряда q и 2q на расстоянии r друг от друга взаимодействуют с силой F. Сила взаимодействия зарядов q и q/2 на расстоянии 2r будет в ______ раз(-а) меньше.
16

Тема: Электростатическое поле в вакууме В некоторой области пространства создано электростатическое поле, потенциал которого описывается функцией  . Вектор напряженности электрического поля в точке пространства, показанной на рисунке, будет иметь направление …

4

Тема: Электростатическое поле в вакууме Электростатическое поле создано  положительно заряженной сферой. Правильно отражает зависимость потенциала от расстояния рисунок …

2

Тема: Электростатическое поле в вакууме На рисунках представлены графики зависимости напряженности поля   для различных распределений заряда:   График зависимости   для заряженной металлической сферы радиуса R показан на рисунке …

2

Тема: Электростатическое поле в вакууме Электростатическое поле создано двумя точечными зарядами:   и  . Отношение потенциала поля, созданного первым зарядом в точке А, к потенциалу результирующего поля в этой точке равно …

3

Тема: Электростатическое поле в вакууме Два проводника заряжены до потенциалов 34 В и –16 В. Заряд 100 нКл нужно перенести со второго проводника на первый. При этом необходимо совершить работу (вмкДж), равную …

5

Тема: Электростатическое поле в вакууме Электростатическое поле создано бесконечной равномерно заряженной плоскостью ( – поверхностная плотность зарядов). Градиент потенциала поля в точке А ориентирован в направлении …

3

Решение: Работа внешних сил по перемещению заряда в электростатическом поле определяется по формуле  , где q – перемещаемый заряд,   и   – потенциалы конечной и начальной точек соответственно. Тогда искомая работа

Тема: Электростатическое поле в вакууме Электростатическое поле образовано двумя параллельными бесконечными плоскостями, заряженными разноименными зарядами с одинаковой по величине поверхностной плотностью заряда. Расстояние между плоскостями равно d. Распределение напряженности Е такого поля вдоль оси х, перпендикулярной плоскостям, правильно показано на рисунке …

3

Тема: Электростатическое поле в вакууме Электростатическое поле создано системой точечных зарядов. Вектор напряженности   поля в точке А ориентирован в направлении …

6 |

Решение: Согласно принципу суперпозиции полей напряженность в точке А равна:  , где   – векторы напряженности полей, создаваемых точечными зарядами  ,  ,  ,   в рассматриваемой точке соответственно. На рисунке показаны направления этих векторов.  Величина напряженности поля точечного заряда определяется по формуле  , где   электрическая постоянная, а r – расстояние от заряда до точки.  Учитывая величины зарядов и то, что точка А одинаково удалена от каждого заряда, можно сделать вывод, что   образует диагональ квадрата со стороной 2Е₁. Таким образом, вектор напряженности   поля в точке А ориентирован в направлении 6.

2. Законы постоянного тока.

Тема: Законы постоянного тока Тема: Законы постоянного тока Напряжение на концах медного провода диаметром d и длиной l равно  . При увеличении напряжения в 4 раза удельная тепловая мощность тока …

увеличится в 16 раз
Тема: Законы постоянного тока Напряжение на концах медного провода диаметром d и длиной l равно  . Если взять медный провод диаметром 2d той же длины l и увеличить напряжение в 4 раза, то средняя скорость направленного движения электронов вдоль проводника …  увеличится в 4 раза

Тема: Законы постоянного тока На рисунке представлены результаты экспериментального исследования зависимости силы тока в цепи от значения сопротивления R, подключенного к источнику постоянного тока. КПД источника (в процентах) при сопротивлении   Ом составляет …

			80
			83
			75
			67

Решение: Коэффициент полезного действия источника тока определяется по формуле:  . Здесь r – внутреннее сопротивление источника. Для его определения воспользуемся законом Ома для замкнутой цепи:  . Если из приведенного графика взять два значения сопротивления R и соответствующие им значения силы тока J и подставить их в это уравнение, то получим систему двух уравнений с двумя неизвестными. Например:   Ом,   А;   Ом,   А. Тогда  ,  . Решая эту систему, получим:   В,   Ом. Искомое значение КПД источника  .

Тема: Законы постоянного тока Электропроводка должна выполняться из достаточно толстого провода, чтобы он сильно не нагревался и не создавал угрозы пожара. Если проводка рассчитана на максимальную силу тока 16 А и на погонном метре провода должно выделяться не более 2 Вт тепла, то диаметр медного провода (с учетом того, что удельное сопротивление меди равно 17 нОм·м) равен ______ мм.

			1,7
			0,83
			1,5
			0,97

Тема: Законы постоянного тока Маленьким электрокипятильником можно вскипятить в автомобиле стакан воды для чая или кофе. Напряжение аккумулятора 12 В. Если он за 5 мин нагревает 200 млводы от 10 до 100°С, то сила тока (в А), потребляемого от аккумулятора, равна …  (Теплоемкость воды равна 4200 Дж/кг^.К.)

			21
			12,6
			0,079
			0,048

Тема: Законы постоянного тока На рисунке показана зависимость силы тока в электрической цепи от времени. Наименьший заряд протечет через поперечное сечение проводника  в промежутке времени ________ с.

			15–20
			0–5
			5–10
			10–15

Тема: Законы постоянного тока Вольтамперные характеристики активных элементов 1 и 2 цепи представлены на рисунке:  При напряжении 20 В отношение мощностей Р₁/Р₂ равно …

			2
			1
			4

Тема: Законы постоянного тока Электропроводка должна выполняться из достаточно толстого провода, чтобы он сильно не нагревался и не создавал угрозы пожара. Если проводка рассчитана на максимальную силу тока 16 А и на погонном метре провода должно выделяться не более 2 Вт тепла, то диаметр медного провода (с учетом того, что удельное сопротивление меди равно 17 нОм·м) равен ______ мм.

			1,7
			0,83
			1,5
			0,97

Решение: Мощность тока  . Тогда мощность, выделяющаяся на погонном метре провода,  . Отсюда диаметр провода 

Тема: Законы постоянного тока Напряжение на концах медного провода диаметром d и длиной l равно  . Если взять медный провод диаметром d, но длиной 2l и увеличить напряжение в 4 раза, то среднее время дрейфа электронов от одного конца проводника до другого …

			не изменится
			увеличится в 4 раза

Решение: Время, которое требуется в среднем для того, чтобы электроны продрейфовали на расстояние l, определяется соотношением  , где   – средняя скорость упорядоченного движения (дрейфа) электронов. Формула, связывающая силу тока со средней скоростью упорядоченного движения носителей тока, имеет вид  , где q₀ – заряд носителей, в данном случае – электронов, n – их концентрация, S – площадь поперечного сечения проводника. С учетом закона Ома для участка цепи   и формулы для сопротивления проводника   получаем выражение для средней скорости направленного движения электронов  , из которого следует, что   не зависит от диаметра провода. Тогда время дрейфа  . Таким образом, если взять медный провод диаметром d, но длиной 2l и увеличить напряжение в 4 раза, то среднее время дрейфа электронов от одного конца проводника до другого не изменится.

Тема: Законы постоянного тока Через лампу, подключенную к источнику тока с ЭДС 8 В и внутренним сопротивлением 1 Ом протекает ток 2 А. Зависимость тока от приложенного к лампе напряжения показана на графике …

			3
			4
			1
			2