Контрольная работа содержит 2 варианта заданий , в которые входят задачи разного уровня.
В каждом варианте предложены 5 заданий, аналоги предлагаемым на ЕГЭ. Дополнительно, на усмотрение учителя, можно предложить задания на определение индукции магнитного поля, созданного в точке несколькими магнитными полями.
Например:
По двум тонким прямым проводникам, параллельным друг другу, текут одинаковые токи I (см. рисунок). Как направлен вектор индукции создаваемого ими магнитного поля в точке С или для 4 - х проводников с током определить индукцию в центре квадрата, по углам, которого расположены проводники с током.
multiurok.ru
2
Контрольная работа по магнетизму
В условиях задач приняты стандартные обозначения величин: B - магнитная индукция;J - намагниченность;H - напряжённость магнитного поля.
Вариант 1
1.По круговому витку радиуса 100 мм циркулирует ток 1,0 А. Найти магнитную индукцию в центре витка и в точке, находящейся на расстоянии 100 мм от центра витка на его оси, т. е. на прямой, перпендикулярной плоскости витка и проходящей через его центр.
2.Пучок электронов вылетает из электронного ускорителя. Скорость электронов на выходе из ускорителя равна v, концентрация электронов спадает по
мере удаления от оси электронного пучка по закону
|
| r | 2 |
n r n e |
| ||
| 2 | ||
| r | ||
|
| ||
| 0 | ||
|
| ||
0 |
|
|
|
центрация электронов на оси пучка, r – расстояние от оси пучка,r0 – т. н. эффективный радиус пучка. Найти зависимость плотности тока от расстояния от оси пучка, силу тока.
Вариант 2
1.Замкнутая цепь с током I включает в себя прямолинейный участок длиной 2a. ТочкаA лежит на расстоянииb от этого участка на перпендикуляре, проходящем через его середину. Найти индукцию магнитного поля в точкеA, создаваемого данным участком. Исследовать предельный случай.
2.Тонкий металлический стержень длиной 1,2 м вращается в однородном магнитном поле вокруг перпендикулярной стержню оси, отстоящей от одного из его концов на расстояние 0,25 м, делая 120 об/мин. Вектор магнитной индукции параллелен оси вращения и по модулю равен 1,0 мТл. Найти разность потенциалов между концами стержня.
Вариант 3
1.По проволоке, согнутой в виде правильного n-угольника,вписанного в окружность радиусаR, идёт токI. Найти магнитную индукцию в центре многоугольника. Исследовать полученное выражение приn → ∞.
2.Между полюсами электромагнита помещена небольшая катушка, расположенная так, что оси катушки и полюсных наконечников совпадают. Площадь поперечного сечения катушки равна 3,0 мм2, число витков – 60. При повороте катушки на 180° через соединённый с ней баллистический гальванометр протекает заряд 450 мкКл. Найти индукцию магнитного поля между полюсами. Суммарное сопротивление катушки, гальванометра и соединительных проводов равно 40 Ом.
3
Вариант 4
1.Найти индукцию магнитного поля в центре прямоугольного контура со сторонами a иb, обтекаемого токомI.
2.Оценить среднюю скорость упорядоченного движения электронов в провод-
нике с концентрацией электронов n = 1029 м–3 при плотности токаj = 100 А/см2.
Вариант 5
1.Точечный заряд q массойm влетает в однородное магнитное поле с индукциейB перпендикулярно линиям индукции. Найти период обращения заряда по траектории.
2. Аккумулятор с ЭДС | E = 12 В и сопротивлением |
R = 50,0 мОм поставлен на подзарядку (см. схему на | |
РИС. 1). Найти разность потенциаловφ1 –φ2 при токе | |
зарядки I = 5,0 А. | Рис. 1 |
Вариант 6
1.Рядом с длинным проводом, по которому идёт ток 30,0 А, расположена квадратная рамка с током 2,0 А. Рамка и провод лежат в одной плоскости. Проходящая через середины противолежащих сторон ось рамки параллельна проводу и отстоит от него на расстояние 30 мм. Сторона рамки равна 20 мм. Найти работу, которую нужно совершить, чтобы повернуть рамку вокруг её оси на 180°.
2.Имеется круговой проводящий контур радиуса a с сопротивлениемR. Первоначально ток в нём отсутствует. Затем включается перпендикулярное к плос-
кости контура однородное магнитное поле с индукцией B . Какой заряд протечёт по контуру? Указать направление индукционного тока.
Вариант 7
1.Рядом с длинным проводом, по которому идёт ток 30 А, расположена квадратная рамка с током 2,0 А. Рамка и провод лежат в одной плоскости. Проходящая через середины противолежащих сторон ось рамки параллельна проводу и отстоит от него на расстояние 30 мм. Сторона рамки равна 20 мм. Найти силу, с которой магнитное поле действует на рамку.
2.По двум медным шинам, установленным под углом α к горизонту, скользит медный брусок массы m. В окружающем пространстве создано однородное
магнитное поле с индукцией B , перпендикулярной плоскости, в которой перемещается брусок. Вверху шины закорочены сопротивлениемR. Коэффициент трения между поверхностями шин и бруска равенμ (μ < tgα). Расстояние между шинами равноl. Пренебрегая сопротивлением шин, бруска и мест контакта между ними, найти установившееся значение скорости бруска.
4
Вариант 8
1.В центре кругового витка радиусом 5,0 см, обтекаемого током 10 А, расположена маленькая рамка площадью 0,010 см2, имеющая 5 витков, по которой идёт ток 0,020 А. Плоскость рамки совпадает с плоскостью кругового тока. Найти работу магнитного поля при перемещении рамки вдоль оси кругового тока на расстояние 5,0 см от его центра.
2.Два последовательно соединённых одинаковых источника ЭДС имеют раз-
личные внутренние сопротивления R1 иR2 (R2 >R1). Источники замкнуты на сопротивлениеR. Найти значениеR, при котором разность потенциалов на клеммах одного из источников (какого именно?) будет равна нулю.
Вариант 9
1.Для проводника с током, изображённого на РИС. 2, найти магнитную индукцию в точкеO.
2. Два провода одинакового сеченияS = 0,5 мм2 | и длины |
| |
l = 20 см, один алюминиевый, а другой медный, соединены |
| ||
параллельно. На | концы проводов подано напряжение |
| |
U = 1,5 В. Найти напряжённость электрического поля внутри |
| ||
обоих проводов и силу тока в каждом из проводов. Удельное |
| ||
сопротивление | алюминия ρ1 =2,5·10–8 Ом·м, | меди – | Рис. 2 |
ρ2 =1,7·10–8 Ом·м. |
|
| |
|
|
| |
Вариант 10
1. Для проводника с током, изображённого наРИС. 3, найти магнитную индукцию в точкеO.
2. Найти силу, с которой электромагнитное поле действует на электрон в момент, когда он пересекает под пря-
мым углом ось длинного соленоида в непосредствен- | Рис. 3 | |
ной близости от его конца. Сила тока в соленоиде равна | ||
|
2,0 А, плотность намотки – 3000 м–1.Скорость электрона равна 3,0·107 м/с.
Вариант 11
1. | Для проводника с током, изображённого на РИС. 4, |
|
| найти магнитную индукцию в точке O. |
|
2. | Винтовая линия, по которой движется электрон в |
|
| однородном магнитном поле, имеет диаметр 80 мм | Рис. 4 |
| и шаг 200 мм. Модуль магнитной индукции равен |
|
5,0 мТл. Найти скорость электрона.
Рис. 7
1.Для проводника с током, изображённого на РИС. 5, найти магнитную индукцию в точкеO.
2.В центре кругового витка радиусом R = 5 см, обтекаемого
током I = 10 А, расположена | маленькая рамка площадью |
S = 0,01 см2, имеющаяN = 5 | витков, по которой идёт ток |
i = 0,02 А. Плоскость рамки совпадает с плоскостью кругового витка. Найти работу магнитного поля при перемещении рамки вдоль оси кругового витка на расстояниеz = 5 см от его центра.
Вариант 13
1.Для проводника с током, изображённого на РИС. 6, найти магнитную индукцию в точкеO.
2.Тонкий тороид с плотностью намотки n = 1000 вит-
ков/м имеет площадь поперечного сечения S = 10 см2. На тороид вплотную надето кольцо с сопротивлениемR = 0,2 Ом. Сила тока в тороиде изменилась отI1 = 10 А доI2 = 4 А. Найти заряд, протекший при этом по кольцу.
Вариант 14
1.Для проводника с током, изображённого на РИС. 7, найти магнитную индукцию в точкеO.
2.В однородном магнитном поле с индукцией B = 0,88 Тл
с постоянной угловой скоростью ω = 2с–1 вращается квадратная рамка со сторонойa = 5 см, состоящая из некоторого числа витков провода с погонным (линей-
ным) сопротивлением r = 0,04 Ом/м. Ось вращения рамки перпендикулярна линиям индукции магнитного поля и совпадает с одной из сторон рамки. Найти максимальное значение индукционного тока в рамке.
Вариант 15
1.Электрон, ускоренный разностью потенциалов 1,0 кВ, движется в однородном магнитном поле под углом 30° к вектору магнитной индукции, модуль которого 29 мТл. Найти шаг винтовой траектории электрона.
2.В однородном магнитном поле с индукцией B в плоскости, перпендикулярной линиям индукции, расположено полукольцо радиусаR, обтекаемое токомI. Найти силу, с которой магнитное поле действует на полукольцо.
6
Вариант 16
1.Найти магнитную индукцию в центре равностороннего треугольника со стороной a, обтекаемого токомI.
2.Горизонтальные параллельные рельсы расположены на расстоянии l = 0,3 м друг от друга в вертикальном однородном магнитном поле. На рельсах лежит
перпендикулярно к рельсам проводящий стержень массы m = 0,5 кг. По стержню пропускают токI = 50 А. Коэффициент трения стержня о рельсыμ = 0,2. При какой индукции магнитного поля стержень будет равномерно скользить по рельсам?
Вариант 17
1.По длинному цилиндрическому проводу радиуса R идёт ток, плотность которого зависит от расстоянияr от оси провода по законуj(r) =j0r/R, гдеj0 – постоянная. Найти зависимостьB(r) и построить её график.
2.На круглую рамку радиуса 5,0 см навито 10 витков проволоки. По рамке идёт
ток 1,0 А. Рамка находится в однородном магнитном поле с индукцией 1,0 мТл. Найти максимальный момент силы, с которым поле может действовать на рамку.
Вариант 18
1.На тороид квадратного сечения со стороной 2,0 см и радиусом средней линии 5,0 см навито 500 витков проволоки. По обмотке идёт ток 1,0 А. Найти максимальное значение магнитной индукции внутри тороида.
2.Магнитная стрелка с магнитным моментом pm может свободно вращаться вокруг вертикальной оси. Стрелка находилась в устойчивом равновесии в маг-
нитном поле с индукцией B , направленной горизонтально. Стрелку отклонили от положения равновесия на малый угол и отпустили. Найти период колебаний стрелки. Момент инерции стрелки относительно её оси вращения ра-
вен I.
studfiles.net
Контрольная работа содержит 2 варианта заданий , в которые входят задачи разного уровня.
В каждом варианте предложены 5 заданий, аналоги предлагаемым на ЕГЭ. Дополнительно, на усмотрение учителя, можно предложить задания на определение индукции магнитного поля, созданного в точке несколькими магнитными полями.
Например:
По двум тонким прямым проводникам, параллельным друг другу, текут одинаковые токи I (см. рисунок). Как направлен вектор индукции создаваемого ими магнитного поля в точке С или для 4 - х проводников с током определить индукцию в центре квадрата, по углам, которого расположены проводники с током.
multiurok.ru
Пояснительная записка
Контрольная работа состоит из двух частей
Часть1 – задачи по вариантам
Часть2 - задача общая, но данные берутся из таблицы.
Всего студент должен решить 11 задач
Часть 1Вариант 1№ 1 Узкий пучок электронов, обладающих скоростью =2104 км/с, проходит в вакууме посередине между обкладками плоского конденсатора. Какую наименьшую разность потенциалов нужно приложить к пластинам, чтобы электроны не вышли из конденсатора? Расстояние между пластинами d = 1 см, длина их l = 3 см.
№ 2 Обкладки плоского конденсатора, расстояние между которыми d = 2 мм, взаимодействуют с силой F = 100 мН. Найти заряд конденсатора, если разность потенциалов между обкладками U = 500 В.
№ 3 Расстояние между пластинами плоского конденсатора d= 2,5 мм, площадь пластин S= 200 см2. Конденсатор заряжен до разности потенциалов U= 2 кВ. Диэлектрик – слюда. Определить энергию W поля конденсатора и плотность энергии ω поля.
№ 4 От источника тока, ЭДС которого Е = 1500 В, требуется передать энергию на расстояние l=10 км. Потребляемая мощность P= 6 кВт. Найти минимальные потери мощности в сети, если диаметр алюминиевых подводящих проводов d= 0,5 см.
№ 5 Определите заряд q, прошедший по резистору с сопротивлением R = 1 Ом, при равномерном возрастании напряжения на концах резистора от U1= 1 В до U2 = 5 В в течение времени τ = 10 с.
№ 6 Определите ток короткого замыкания источника ЭДС, если при внешнем сопротивлении R1=10 Ом ток в цепи I1=0,5А, а при сопротивлении R2=250 Ом – а ток I2=0,1 А.
№ 7 Электрон, влетающий в однородное магнитное поле под углом α=60 к линиям магнитной индукции, движется по спирали диаметром d=10 см с периодом обращения Т=610-5 с. Определите скорость электрона, напряженность магнитного поля и шаг спирали.
№ 8 В однородном магнитном поле с индукцией В = 0,8 Тл равномерно вращается рамка из провода сопротивлением 0,05 Ом. Площадь рамки S = 250 см2. Ось вращения лежит в плоскости рамки и перпендикулярна линиям индукции. Определите заряд q, который потечет по рамке при изменении угла между нормалью к рамке и линиями индукции от 0 до 60.
№ 9 К источнику тока подключили катушку индуктивностью L = 1,5 Гн. Определите сопротивление катушки, если за время t = 3 с сила тока в катушке достигнет 85% предельного значения.
№ 10 Воздушный конденсатор, состоящий из двух круглых пластин по S = 20 см2 каждая, соединен параллельно с катушкой индуктивностью L = 1 мГн. Полученный колебательный контур резонирует на волну длиной = 10 м. Определите расстояние между пластинами конденсатора.
Вариант 2№ 1 Точечный заряд q = 10-8 Кл находится на расстоянии l = 50 см от поверхности шара радиусом R = 9 см и заряженного до потенциала φш = 25 кВ. Какую работу надо совершить для уменьшения расстояния между шаром и зарядом до l2 = 20 см?
№ 2 Пылинка, заряд которой q = 6,410-18 Кл, масса m = 10-14 кг, удерживается в равновесии в плоском конденсаторе с расстоянием между обкладками d = 4 мм. Определить разность потенциалов U между обкладками.
№ 3 Найти напряженность поля плоского конденсатора и объемную плотность энергии, если расстояние между обкладками конденсатора d= 0,05 м. Конденсатор заряжен до разности потенциалов U= 600 В и обладает энергией W= 3,2 мкДж.
№ 4 Внешняя электрическая цепь потребляет мощность Р = 200 Вт. ЭДС батареи Е = 150 В, внутреннее сопротивление r= 5 Ом. Определить силу тока I в цепи, напряжение U,под которым находится внешняя цепь, и ее сопротивление R.
№ 5 Определите количество теплоты Q, выделяющейся в резисторе за первые две секунды, если сила тока в нем за это время возрастает по линейному закону от I1=0 до I2=4 А. Сопротивление резистора R=10 Ом.
№ 6 Вольтметр, сопротивление которого r = 900 Ом, включенный в сеть последовательно с сопротивлением R1, показал напряжение U1=198 В, а при включении его последовательно с сопротивлением R2=2R1 показал напряжение U2=180 В. Определите сопротивление R1 и напряжение в цепи.
№ 7 Как нужно расположить алюминиевый проводник, имеющий площадь поперечного сечения S=3,7810-9 м2, по которому проходит ток силой I1=1 А, относительно горизонтально расположенного проводника с током I2=5 А, чтобы алюминиевый проводник находился в равновесии?
№ 8 Замкнутый тонкий алюминиевый провод массой m = 6 г согнут в виде квадрата и помещен в однородное магнитное поле (В=0,5 Тл) так, что его плоскость перпендикулярна линиям поля. Найти заряд q, который потечет по проводнику, если квадрат, потянув за противоположные вершины, вытянуть в прямую линию.
№ 9 По соленоиду сопротивлением R = 5 Ом и индуктивностью L = 1,6 мГн течет ток I0 = 1 А. Какое количество электричества протечет через обмотку соленоида, если концы ее замкнуть накоротко?
№ 10 Колебательный контур состоит из конденсатора и катушки индуктивности. Определить частоту колебаний, возникающих в контуре, если максимальная сила тока в катушке индуктивности Im = 1,2 А, максимальная разность потенциалов на обкладках конденсатора Um = 1200 В, энергия контура W = 1 мДж.Вариант 3№ 1 Протон, начальная скорость которого = 2105 м/с, влетает в однородное электрическое поле (Е = 300 В/см) так, что вектор скорости совпал с направлением линий напряженности. Какой путь должен пройти протон в направлении линий поля, чтобы его скорость удвоилась?
№ 2 Определить силу взаимодействия F между обкладками плоского конденсатора, если он находится в спирте ( = 25). Площадь обкладок S = 200 см2, расстояние между ними d = 5 мм. Обкладки заряжены до разности потенциалов U = 200 В.
№ 3 Плоский воздушный конденсатор с площадью обкладок S= 150 см2 и расстоянием между ними d= 6 мм заряжен до U= 400 В. Определить, как изменятся электроемкость и энергия конденсатора, если параллельно его обкладкам внести металлическую пластину толщиной а=1 мм.
№ 4 В сеть напряжением U= 200 В подключили катушку с сопротивлением R1 = 2 кОм и вольтметр, соединенные последовательно. Показание вольтметра U1= 100 В. Когда катушку заменили другой, вольтметр показал U2= 80 В. Определить сопротивление R2 другой катушки.
№ 5 При выключении источника тока сила тока в цепи убывает по закону , где I0 = 10 А, α = 5102 с-1. Определите количество теплоты Q, которое выделяется в резисторе сопротивлением R=5 Ом после выключения источника тока.
№ 6 По медному проводу сечением S=0,1 мм2 течет ток силой I=0,2 А. Определите силу, действующую на отдельные свободные электроны со стороны электрического поля. Удельное сопротивление меди ρ=17 нОмм.
№ 7 Протон, обладающий энергией W=0,5 кэВ, влетает в вакууме в однородное магнитное поле напряжённостью Н = 1 перпендикулярно полю. Определите скорость протона, силу Лоренца и радиус траектории его движения.
№ 8 В однородном магнитном поле с индукцией В = 0,6 Тл находится проволочная рамка диаметром d=10 см, содержащая N = 200 витков плоскость рамки составляет угол =30 с линиями индукции. Какой заряд q потечет по рамке при выключении магнитного поля, если сопротивление рамки R=15 Ом?
№ 9 Источник тока замкнули на соленоид с индуктивностью L = 2,5 Гн и сопротивлением R = 15 Ом. Через сколько времени сила тока замыкания достигнет 0,9 предельного значения?
№ 10 Катушка (без сердечника) длиной l = 50 см и сечением S1 = 3 см2 имеет N = 1000 витков и соединена параллельно с воздушным конденсатором, состоящим из двух пластин площадью S2 = 75 см2 каждая. Расстояние между пластинами d = 5 мм. Определите частоту колебаний контура.
Вариант 4№ 1 По направлению силовой линии электрического поля, созданного бесконечной плоскостью, заряженной отрицательно с поверхностной плотностью = 2,5410-2 мкКл/м2, летит электрон. Определить минимальное расстояние, на которое может подойти к плоскости электрон, если на расстоянии lo = 5 см он имел кинетическую энергию Т = 60 эВ.
№ 2 Обкладки плоского конденсатора площадью S = 100 см2, расстояние между которыми d = 3 мм, взаимодействуют с силой F = 120 мН. Определить разность потенциалов между обкладками.
№ 3 Определить работу, совершаемую при раздвигании обкладок плоского конденсатора площадью S= 100 см2 каждая на расстояние d =1,5 см, при условии, что обкладки несут заряд q1 = 0,4 мкКл и q2 = –0,4 мкКл.
№ 4 При включении электромотора в сеть напряжением U= 300 В он потребляет ток I= 5 А. Определить мощность, потребляемую мотором, и его КПД, если сопротивление обмотки мотора R= 10 Ом.
№ 5 Сила тока в проводнике сопротивлением 15 Ом изменяется со временем по закону , где I0 = 20 А, α = 102 с-1. Определите количество теплоты Q, выделившееся в проводнике за время τ =10-2 с.
№ 6 Электрическая плитка мощностью P=2 кВт с нихромовой спиралью предназначена для включения в сеть напряжением U=220 В. Сколько метров проволоки диаметром d=0,5 мм надо взять для изготовления спирали, если температура нити накаливания t=900С? Удельное сопротивление нихрома при 0С ρ0 = 1 мкОмм, а температурный коэффициент сопротивления α = 4·10-4 K-1.
№ 7 Определите напряжённость однородного горизонтального магнитного поля, в котором в равновесии находится незакрепленный прямолинейный медный проводник с током I=15 А. Диаметр проводника d=4 мм.
№ 8 В однородном магнитном поле с индукцией В = 0,01 Тл под углом =30 к полю расположена медная квадратная рамка со стороной a=0,5 м. Диаметр провода d=0,2 мм. Рамку повернули перпендикулярно полю. Какое количество электричества индуцировалось в рамке?
№ 9 Имеется катушка, индуктивность которой L = 0,5 Гн и сопротивление 2,5 Ом. Найти, во сколько раз уменьшится сила тока в катушке через t = 0,05 с после того, как ЭДС источника тока выключена и катушка замкнута накоротко.
№ 10 Колебательный контур состоит из катушки с индуктивностью L=5 мГн и плоского конденсатора. Расстояние между обкладками конденсатора d = 4 мм, площадь обкладок S = 2 см2 каждая, диэлектрик – слюда (1 = 6,0). Как изменится период колебаний в контуре, если в качестве диэлектрика взять эбонит (2 = 2,6)?Вариант5№ 1 Пучок электронов направлен параллельно пластинам плоского конденсатора длиной l = 5 см с расстоянием между пластинами d = 3 см. С какой скоростью влетели электроны в конденсатор, если известно, что они отклонились за время полета в конденсаторе на х = 3 мм? Разность потенциалов между пластинами U = 700 В. Определить кинетическую энергию электронов.
№ 2 При разности потенциалов U1 = 900 В в середине между обкладками плоского конденсатора в равновесии находилась пылинка. Расстояние между обкладками конденсатора d = 10 мм. При уменьшении напряжения до U2 пылинка через время t = 0,5 с достигла нижней обкладки. Определить это напряжение.
№ 3 Определить энергию и силу притяжения обкладок плоского конденсатора при условии, что разность потенциалов между обкладками U= 5 кВ, заряд каждой обкладки q = 0,1 мкКл, расстояние между обкладками d= 1 см.
№ 4 ЭДС батареи Е = 60 В. Наибольшая сила тока, которую может дать батарея, Imax = 15 А. Определить максимальную мощность Pmax , которая может выделяться во внешней цепи.
№ 5 Сила тока в проводнике изменяется со временем по закону I=I0sint. Найти заряд q, проходящий через поперечное сечение проводника за время t, равное половине периода T, если начальная сила тока I0 = 10 А, циклическая частота ω=50 с-1.
№ 6 Плоский конденсатор с расстоянием между пластинами d=2 мм, заполненный целлулоидом с диэлектрической проницаемостью ε = 3,5 и удельным сопротивлением =2·1010 Омсм, включен в цепь батареи с ЭДС ε = 50 В и внутренним сопротивлением r = 0,5 Ом. Чему равна напряженность Е электрического поля в конденсаторе, если его емкость С = 2 мкФ.
№ 7 Частица, обладающая энергией W=16 МэВ, движется в однородном магнитном поле с индукцией В=2,4 Тл по окружности радиусом R=24,5 см. Определите заряд этой частицы, если её скорость = 2,72107 м/с.
№ 8 В однородном магнитном поле с индукцией В = 610-2 Тл находится соленоид диаметром d=8 см, имеющий N=80 витков медной проволоки сечением S0=1 мм2. Соленоид поворачивают на угол α=180 за время t =0,2 с так, что его ось остается направленной вдоль поля. Найти среднее значение ЭДС, возникающей в соленоиде, и индукционный заряд. Удельное сопротивление меди =1,710-8 Омм.
№ 9 Имеется катушка длиной l = 20 см и диаметром d = 2 см. Обмотка катушки состоит из N = 200 витков медной проволоки (ρ = 17 нОмм), площадь поперечного сечения которой S0 = 1 мм2. Катушка включена в цепь с некоторой ЭДС. При помощи переключателя ЭДС выключается и катушка замыкается накоротко. Через сколько времени после выключения ЭДС сила тока в цепи уменьшится в n =2 раза?
№ 10 Скорость распространения электромагнитных волн в кабеле уменьшилась на 30% после того, как пространство между внешним и внутренним проводниками кабеля заполнили диэлектриком. Определить диэлектрическую проницаемость диэлектрика
Вариант 6№ 1 Определить потенциал в начальной точке перемещения заряда q1 = –610-8 Кл, движущегося в поле заряда q2 = +410-8 Кл, если энергия, затраченная на перемещение заряда Е = 610-5 Дж, а потенциал конечной точки 2 = 1500 В. Установить, на каком расстоянии находились заряды в начале и в конце перемещения.
№ 2 Конденсатор, заряженный до напряжения U= 200В, соединен с незаряженным конденсатором такой же электроемкости: а) параллельно; б) последовательно. Какое напряжение установится между обкладками конденсатора в обоих случаях?
№ 3 Напряженность Е поля внутри плоского конденсатора с площадью обкладок по S = 100 см2 равна 120 кВ/м. Напряжение на конденсаторе U= 600 В. Определите энергию W, поверхностную плотность заряда и электроемкость С конденсатора.
№ 4 От источника с напряжением U = 800 В необходимо передать потребителю мощность P = 20 кВт на некоторое расстояние. Какое наибольшее сопротивление может иметь линия передач, чтобы потери энергии в ней не превышали 10% от передаваемой мощности?
№ 5 Определите силу тока Iк.з. короткого замыкания источника ЭДС, если при внешнем сопротивлении R1 = 10 Ом сила тока в цепи I1 = 0,4 A, а при внешнем сопротивлении R2 = 25 Ом сила тока в цепи I2 = 0,2 A.
№ 6 Через аккумулятор в конце зарядки течет ток I1=4 А. При этом напряжение на его клеммах U1=25 В. При разрядке того же аккумулятора током I2=6 А напряжение на его клеммах U2=20 В. Найти ток короткого замыкания.
№ 7 Определите площадь поперечного сечения прямолинейного алюминиевого проводника, движущегося с ускорением a=0,4 м/с2 в однородном магнитном поле с индукцией В=2,210-4 Тл. По проводнику течёт ток силой I=5 А, его направление движения перпендикулярно вектору индукции .
№ 8 Рамка из провода сопротивлением R=10-2 Ом равномерно вращается в однородном магнитном поле с индукцией B =0,05 Тл. Ось вращения лежит в плоскости рамки и перпендикулярна линиям индукции. Площадь рамки S=100 см2.Какое количество электричества протечет через рамку за время поворота ее на угол α =30 в трёх случаях: 1) от 0 до 30; 2) от 30 до 60; 3) от 60 до 90.
№ 9 Соленоид имеет однослойную обмотку из плотно прилегающих друг к другу N = 100 витков алюминиевого провода (ρ =26 нОмм) длиной l = 5 м и диаметром d = 0,3 мм. Площадь поперечного сечения соленоида S = 7 см2 и по нему течет ток I0 = 0,5 А. Определите количество электричества q, протекающее по соленоиду, если его концы закоротить.
№ 10 На сколько процентов уменьшится скорость распространения электромагнитных волн в кабеле, если пространство между внешним и внутренним проводниками кабеля заполнить диэлектриком с диэлектрической проницаемостью = 6?Вариант7№ 1 Электрон, летевший горизонтально со скоростью = 1500 км/с, влетел в однородное электрическое поле с напряженностью Е = 100 В/см, направленное вертикально вверх. Какова будет по величине и направлению скорость электрона через t = 10-9 с?
№ 2 Два одинаковых плоских воздушных конденсатора соединены последовательно и подключены к источнику электрического тока с постоянной ЭДС. Внутрь одного из них вносят диэлектрик с диэлектрической проницаемостью =4. Диэлектрик заполняет все пространство между обкладками конденсатора. Как и во сколько раз изменится напряженность электрического поля в этом конденсаторе?
№ 3 На пластинах плоского воздушного конденсатора с площадью пластин S= 150 см2 находится заряд q= 510-8 Кл. Каковы сила взаимного притяжения между пластинами и объемная плотность энергии поля конденсатора?
№ 4 За время τ = 10 С при равномерно возрастающей силе тока от нуля до некоторого максимума в проводнике сопротивлением R = 25 Ом выделилось количество теплоты Q = 40 кДж. Определите среднюю силу тока I> в проводнике.
№ 5 В проводнике за время τ = 10 с при равномерно возрастании силы тока от I1 = 1,5 А до I2 = 3 А выделилось количество теплоты Q = 15 кДж. Найти сопротивление R проводника.
№ 6 В медном проводнике длиной l= 1,5 м и площадью поперечного сечения S=0,4 мм2 идет ток. При этом ежесекундно выделяется количество теплоты Q=0,35 Дж. Сколько электронов проходит за 1 с через поперечное сечение этого проводника?
№ 7 Внутри длинного соленоида перпендикулярно его оси расположен проводник длиной l=5 см, по которому проходит ток силой I1=10 А. Какая сила действует на проводник, если соленоид имеет n=25 витков на сантиметр длины и по его обмотке течет ток силой I2=5 А?
№ 8 В однородном магнитном поле с индукцией B= 0,1 Тл расположен плоский проволочный виток, площадь которого S= 103 см2, а сопротивление R= 2 Ом, таким образом, что его плоскость составляет угол = 40 с линиями индукции. Виток замкнут на гальванометр. На какой угол повернули виток, если полный заряд, протекший через гальванометр при повороте витка, q =7,510-5 Кл.
№ 9 Источник тока замкнули на катушку сопротивлением R = 58 Ом. Через время t = 0,1 с сила тока в катушке достигла 96% максимального значения. Определите индуктивность катушки.
№ 10 Колебательный контур состоит из плоского конденсатора и катушки индуктивностью L = 5 мГн. Расстояние между обкладками конденсатора d = 3 мм, площадь обкладок S = 2,5 см2 каждая, диэлектрик – слюда (1 = 6,0). На сколько герц изменится частота колебаний в контуре, если заменить диэлектрик в конденсаторе на парафин (2 = 2,0)?Вариант 8№ 1 Три одинаковых точечных заряда q1=q2=q3=2 нКл находятся в вершинах равностороннего треугольника со сторонами a=10 см. Определить модуль и направление силы , действующей на один из зарядов со стороны двух других.
№ 2 Два конденсатора электроемкостью С1= 3 мкФ и С2= 5 мкФ соединены последовательно и подсоединены к источнику постоянного напряжения U= 12 В. Определить заряд каждого конденсатора и разность потенциалов между его обкладками
№ 3 Найти силу притяжения F между пластинами плоского конденсатора, если площадь каждой пластины S= 100 см2, расстояние между ними d= 3 мм, диэлектрическая проницаемость среды между пластинами ε = 3,5. Конденсатор подключен к источнику постоянного напряжения U= 250 В.
№ 4 Два источника с различными ЭДС (1 =1,0 В, 2=2 В) и внутренними сопротивлениями (r1 = 0,5 Ом и r2= 0,1 Ом) включены параллельно с внешним сопротивлением R. Определите значение этого сопротивления, если амперметр, включенный в цепь первого элемента, показывает 1,5 А. Сопротивление амперметра RА = 0,05 Ом.
№ 5 По проводнику сопротивлением R = 10 Ом течет равномерно возрастающий ток. За время τ = 8 с в проводнике выделилось количество теплоты Q = 2500 Дж. Найти заряд q, проходящий в проводнике за это время, если сила тока в начальный момент времени I0=0.
№ 6 Между пластинами плоского конденсатора площадью S=250 см2 каждая находится V=0,5 л водорода. Концентрация ионов в газе n=5,3107 см-3. Какое напряжение U нужно приложить к пластинам конденсатора, чтобы получить ток силой I=2,5 мкА? Подвижность положительных ионов водорода b+=5,410-4 м2/Вс, отрицательных b–=7,410-4 м2/Вс.
№ 7 Каким образом нужно расположить прямолинейный алюминиевый проводник в однородном магнитном поле с индукцией В = 0,04 Тл и какой силы ток пропустить по нему, чтобы он находился в равновесии. Радиус проводника R= 1 мм.
№ 8 Квадратная рамка из медной проволоки порщадью S = 25 см2 помещена в магнитное поле с индукцией B =0,1 Тл. Плоскость рамки перпендикулярна силовым линиям поля. Какое количество электричества пройдет по контуру рамки при исчезновении магнитного поля? Площадь поперечного сечения медной проволоки S0 =1 мм2.
№ 9 В электрической цепи, содержащей катушку индуктивностью L = 2,5 Гн и источника тока. Не разрывая цепи источник тока отключили. Через время t = 5 мс сила тока в катушке уменьшится до 0,001 первоначального значения. Определите сопротивление катушки.
№ 10 Конденсатор ёмкостью С = 500 пФ соединен параллельно с катушкой длиной l = 30 см и сечением S = 4,5 см2, содержащей N = 1000 витков. Сердечник немагнитный. Найти частоту колебаний контура.Вариант9№ 1 По тонкому кольцу радиусом R=10 см равномерно распределен заряд Q=20 мкКл. Определить потенциал φ электростатического поля: 1) в центре кольца; 2) на оси, проходящей через центр кольца, в точке, удаленной на расстоянии а=20 cм от центра кольца.
№ 2 Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено двумя слоями диэлектрика: парафина толщиной d1= 0,3 см и стекла толщиной d2= 0,25 см. Разность потенциалов между обкладками U= 200 В. Определить напряженность Е поля и падение потенциала в каждом из слоев.
№ 3 Найти количество теплоты Q, выделившееся при соединении одноименно заряженных обкладок конденсаторов С1 с зарядом q= 40ּ10-8 Кл и С2 емкостью 0,05 мкФ. Разности потенциалов между обкладками конденсаторов U1= 120 В и U2 = 50 В.
№ 4 Источники тока с ЭДС (1=4 В, 2=6 В) и одинаковыми внутренними сопротивлениями r1= r2= 1,2 Ом, включены параллельно с внешним сопротивлением R = 4 Ом. Определите токи, идущие через элементы и через внешнее сопротивление.
№ 5 Сила тока в цепи изменяется по закону I=I0sint. Определить количество теплоты Q, которое выделится в проводнике сопротивлением R = 10 Ом за время, равное четверти периода (от t1 = 0 до t2= ¼Т), где Т = 10 с, I0 = 2 A.
№ 6 Воздух между плоскими электродами ионизационной камеры ионизируется рентгеновскими лучами. Сила тока, текущего через камеру I=2,5 мкА. К электродам приложена разность потенциалов U=150 В, площадь каждого электрода S=200 см2, расстояние между ними d=1,5 см. Определите концентрацию n ионов между пластинами, если ток далек от насыщения. Заряд каждого иона равен элементарному заряду. Подвижность положительных ионов воздуха b+=1,410-4 м2/Вс; отрицательных b–=1,910-4 м2/Вс.
№ 7 Какова должна быть скорость электрона, чтобы его траектория была прямолинейной при движении во взаимно перпендикулярных магнитном и электрическом полях? Поля однородны и имеют соответственно напряжённости H=100 А/м и E=500 В/м.
№ 8 В магнитное поле, напряженность которого Н= 103 А/м, помещена катушка, состоящая из N = 500 витков проволоки. Сопротивление катушки 50 Ом, площадь ее поперечного сечения S = 15 см2 и составляет угол = 60 с направлением магнитного поля. Какое количество электричества протечет по катушке при исчезновении магнитного поля?
№ 9 По замкнутой цепи с сопротивлением R = 120 Ом течет ток. Через время t = 8 мс после размыкания цепи сила тока в ней уменьшилась в n = 40 раз. Определите индуктивность цепи.
№ 10 Колебательный контур, состоящий из катушки индуктивности и конденсатора электроемкостью С = 1 нФ, имеет частоту колебаний = 5 мГц. Найти максимальную силу тока, протекающего по катушке, если энергия контура W = 0,5 мкДж.Вариант 10№ 1 Два шарика массой m=1 г каждый подвешены на нитях в одной точке. Длина каждой нити l=10 см. Какие одинаковые заряды надо сообщить шарикам, чтобы нити разошлись на угол = 60?
№ 2 Два конденсатора одинаковой электроемкости С = 6 мкФ каждый заряжены один до U1= 100 В, другой до U2= 200 В. Затем конденсаторы соединили последовательно. Определить изменение энергии системы.
№ 3 Разность потенциалов между обкладками плоского конденсатора U=300В. Пространство между пластинами заполнено двумя слоями диэлектрика: гетинаксом (1 = 5,2) толщиной d1= 0,2 см и слоем канифоли (2 = 3,5) толщиной d2 = 0,3 см. Определить напряженность Е поля и падение потенциала в каждом из слоев.
№ 4 Два элемента с ЭДС по 1,5 В и внутренними сопротивлениями r1= 3 Ом и r2= 2 Ом соединяются последовательно и замыкаются на внешнее сопротивление. Каким должно быть внешнее сопротивление, чтобы разность потенциалов на полюсах первого элемента равнялась нулю?
№ 5 За время t=20 с при равномерно возрастающей силе тока от нуля до некоторого максимума в проводнике сопротивлением R=5 Ом выделилось количество теплоты Q = 4 кДж. Определите скорость нарастания силы тока.
№ 6 Трубка длиной l=0,6 м и площадью поперечного сечения S=5 мм2 наполнена азотом, ионизированным так, что в объеме V=1 см3 его находится при равновесии n=109 пар ионов. Заряд каждого иона равен элементарному заряду. Найти сопротивление R трубки. Подвижность положительных ионов азота b+=1,2710-4 м2/Вс, отрицательных b–= 1,8110-4 м2/Вс.
№ 7 Электрон разгоняется в вакууме из состояния покоя под действием электрического поля и влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно к линиям магнитной индукции. Определите ускоряющую разность потенциалов U и напряжённость магнитного поля Н, если электрон описывает окружность радиуса R=7,5810-3 м за время t=5,9610-10 c.
№ 8 Из алюминиевой проволоки сечением S0 = 2 мм2 сделан круговой контур радиусом r = 5 см и помещен в однородное магнитное поле, напряженность которого Н = 2500 А/м. Плоскость контура перпендикулярна направлению магнитного поля. Какое количество электричества протечет через контур при повороте его на угол α = 90?
№ 9 Источник тока замкнули на соленоид индуктивностью L = 6,5 Гн и сопротивлением 185 Ом. Через какое время сила тока в цепи достигнет 75% максимального значения?
№ 10 Два параллельных провода, погруженные в глицерин, индуктивно соединены с генератором электромагнитных колебаний частотой = 4,2108 Гц. Расстояние между пучностями стоячих волн на проводах l = 7 см. Найти диэлектрическую проницаемость глицерина. Магнитную проницаемость его принять равной единице.Часть 2
Задача 11
Для электрической схемы, изображённой на рисунке, определить токи в ветвях, напряжения и мощности на каждом участке схемы. Параметры элементов схемы указаны в таблице.
Рис 1.
Варианты:
| № п/п | ЭДС источников, В | Сопротивления резисторов, Ом | |||||||||||
| Е1 | Е6 | Е7 | Е8 | R1 | R2 | R3 | R4 | R5 | R6 | R7 | R8 | ||
| 0 | 0 | 30 | 20 | 0 | 1,2 | 1,8 | 2,0 | 0 | 0 | 1,0 | 1,6 | ||
| 1 | 25 | 0 | 0 | 20 | 1,0 | 0 | 2,0 | 1,2 | 0 | 1,6 | 1,8 | ||
| 2 | 20 | 0 | 0 | 25 | 1,0 | 0 | 2,0 | 1,2 | 0 | 2,0 | 1,8 | ||
| 3 | 40 | 0 | 0 | 20 | 2,0 | 0 | 1,2 | 1,0 | 0 | 1,8 | 1,6 | ||
| 4 | 20 | 0 | 0 | 40 | 2,0 | 0 | 1,2 | 1,6 | 0 | 1,0 | 1,6 | ||
| 5 | 35 | 0 | 0 | 20 | 1,6 | 0 | 2,0 | 1,2 | 0 | 1,0 | 1,8 | ||
| 6 | 20 | 0 | 0 | 35 | 1,6 | 0 | 1,0 | 1,2 | 0 | 1,6 | 1,8 | ||
| 7 | 30 | 0 | 0 | 15 | 1,2 | 0 | 1,6 | 2,0 | 0 | 1,0 | 1,8 | ||
| 8 | 15 | 0 | 0 | 20 | 1,2 | 0 | 1,6 | 1,0 | 0 | 1,0 | 1,8 | ||
| 9 | 20 | 0 | 0 | 30 | 1,0 | 0 | 2,0 | 1,8 | 0 | 1,6 | 1,2 | ||
fizich.ru
В контрольной работе по «Электричеству и магнетизму» Вам необходимо решить 7 задач в соответствии с таблицей вариантов. Номер варианта соответствует последней цифре в номере зачетной книжки, если номер зачетной книжки оканчивается цифрой «0», то соответствующий ей вариант контрольной работы - №10. В таблице приведено 10 вариантов заданий.
Таблица вариантов
| Вариант | Номер задания | ||||||
Задачи для самостоятельного решения
1. С какой силой будут отталкиваться друг от друга два одинаковых маленьких шарика, имеющие заряды -6,4∙10-8 Кл и –2,6∙10-9 Кл, если после их соприкосновения они вновь раздвинуты на расстояние 3 см?
2. Два шарика одинакового радиуса и веса подвешены в воздухе на нитях так, что их поверхности соприкасаются. После того, как каждому шарику был сообщен заряд 58 мкКл, шарики разошлись на угол 60°. Найти вес шариков, если расстояние от точки подвеса до центра шарика 16см.
3. Тонкая шелковая нить выдерживает максимальное натяжение 0,01 Н. Подвешенный на этой нити шарик, массой 0,5 г имеет заряд 10 нКл. Снизу в направлении линии подвеса к нему подносят шарик, имеющий заряд -15 нКл. При каком расстоянии между шариками нить разорвется?
4. Два шарика, расположенные на расстоянии 2,5 см друг от друга, имеют одинаковые отрицательные заряды и взаимодействуют с силой 0,5 мН. Найти число избыточных электронов на каждом шарике.
5. Два одинаковых шарика массами по 0,071 г подвешены в одной точке на нитях длиной 15 см каждая. Получив одинаковый заряд, шарики разошлись так, что нити образовали между собой угол 60°. Найти заряды шариков.
6. Два одинаковых металлических шарика, имеющих заряды 15 нКл и 28 нКл, приведены в соприкосновение и разведены на прежнее расстояние. Определить отношение модулей сил взаимодействия шариков до и после соприкосновения.
7. На шелковой нити подвешен маленький шарик массой 10 г. Шарику сообщен заряд 5 нКл. Как близко надо поднести к нему снизу одноименный и равный ему заряд, чтобы сила натяжения нити уменьшилась в три раза?
8. Заряды 81 и 9 нКл расположены на расстоянии 8 см друг от друга. Где надо поместить третий заряд, чтобы он находился в равновесии?
9. Расстояние между двумя точечными зарядами, равными 3 мкКл и -3мкКл, равно 10 см. Определить силу, действующую на точечный заряд 0,2 мкКл, удаленный на 6 см от первого и 8 см от второго зарядов.
10. Два медных шарика одинаковых радиусов 2 мм подвешены на нитях так, что их поверхности соприкасаются. После сообщения каждому шарику заряда 0,4 мкКл они оттолкнулись друг от друга и разошлись на угол 60°. Найти расстояние от точки подвеса до центра шарика.
11. Два точечных заряда +16 и – 18 нКл находятся на расстоянии 10 см друг от друга. Найти напряжённость электрического поля в точке, расположенной на расстоянии 6 см от положительного заряда и 8 см от отрицательного.
12. Электростатическое поле создано двумя точечными зарядами 5 нКл и -15 нКл, находящимися на расстоянии 3 см друг от друга. Определить напряжённость поля в точке, удалённой от первого заряда на 4 см и от второго – на 7 см.
13. Два различных заряда q1 и q2 удалены друг от друга на расстояние l. Определить положение точки на прямой, соединяющей заряды, в которой напряжённость электростатического поля равна нулю. Рассмотреть случаи одноимённых зарядов.
14. Два различных заряда q1 и q2 удалены друг от друга на расстояние l. Определить положение точки на прямой, соединяющей заряды, в которой напряжённость электростатического поля равна нулю. Рассмотреть случаи разноименных зарядов.
15. Два точечных заряда +6 и +8 нКл находятся на расстоянии 5 см друг от друга. Найти напряжённость электрического поля в точке, расположенной на расстоянии 3 см от первого заряда и 8 см от второго.
16. Одинаковые по величине, но разные по знаку заряды 6 нКл расположены в двух вершинах равностороннего треугольника. Сторона треугольника 8 см. Определить напряженность электрического поля в третьей вершине треугольника.
17. Определить напряжённость поля в центре шестиугольника со стороной а, по вершинам которого расположены шесть равных одноимённых зарядов q.
18. Определить напряжённость поля в центре шестиугольника со стороной а, по вершинам которого расположены три положительных и три отрицательных равных заряда.
19. В вершинах равностороннего треугольника расположены точечные заряды по 10-8 Кл каждый. Длина стороны треугольника 4 см. Определить напряженность электрического поля в точке, лежащей на середине стороны треугольника.
20. В вершинах квадрата со стороной 20 см расположены заряды одинаковой величины по 6 нКл каждый. Определите напряженность поля в центре квадрата, в случае, когда два соседних заряда положительные, а два других — отрицательные.
21. Два плоских конденсатора, имеющих емкость по C = 10 пФ каждый, соединены в батарею последовательно. На сколько изменится емкость батареи, если пространство между пластинами одного из конденсаторов заполнить диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε = 8?
22. Определить величину заряда, который нужно сообщить двум параллельно соединенным конденсаторам, чтобы зарядить их до разности потенциалов U = 5 кВ, если емкости конденсаторов C1 = 3000 пФ и С2 = 4000 пФ
23. Конденсатор емкостью C1 = 20 мкФ, заряженный до разности потенциалов U1 = 100 В, соединили параллельно с заряжѐнным до разности потенциалов U2 = 40 В конденсатором, емкость которого неизвестна. Определить емкость С2 второго конденсатора, если разность потенциалов после соединения оказалась U = 80 В (соединяются обкладками, имеющими одноименные заряды).
24. Три последовательно соединенных конденсатора присоединены к источнику напряжения U = 60 В. Емкости конденсаторов С1 = 0,2 мкФ, С2 = 0,25 мкФ и С3 = 0,35 мкФ. Определить напряжения U1, U2 и U3 на каждом конденсаторе.
25. Определить общую емкость С трех плоских воздушных конденсаторов, соединенных параллельно. Геометрические размеры конденсаторов одинаковы (S = 314 см2, d = l мм). Как изменится общая емкость конденсаторов, если пространство между пластинами одного конденсатора заполнить слюдой (ε1 = 7), а другого – парафином (ε2 = 2)?
26. Имеется три различных конденсатора, емкость одного из них C1 = 2 мкФ. Когда все три конденсатора соединены последовательно, емкость цепи равна С0 = 1 мкФ; когда параллельно, то С = 11 мкФ. Определить емкости двух неизвестных конденсаторов С2 и С3.
27. Два плоских конденсатора, имеющих емкость по C = 10 пФ каждый, соединены в батарею параллельно. На сколько изменится емкость батареи, если пространство между пластинами одного из конденсаторов заполнить диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε = 2?
28. Определить общую емкость С трех плоских воздушных конденсаторов, соединенных параллельно. Геометрические размеры конденсаторов одинаковы (S = 31,4 см2, d = l мм). Как изменится общая емкость конденсаторов, если пространство между пластинами одного конденсатора заполнить слюдой (ε1 = 7)?
29. Определить емкость плоского конденсатора с площадью обкладок S = 300 см2. Между обкладками находится стекло (d1 = 1 мм), покрытое с обеих сторон слоем парафина (толщина каждого слоя d2 = 0,4 мм).
30. Батарея из двух последовательно соединенных конденсаторов 300 пФ и 500 пФ заряжена до напряжения 12 кВ. Определить: а) напряжение на первом и втором конденсаторах; б) количество электричества на обкладках.
31. Какой длины нужно взять стальную проволоку сечением 0,18 мм2, чтобы замкнув ею элемент эдс 3 В с внутренним сопротивлением 1,2 Ом получить в цепи ток 0,35 А? Удельное сопротивление стали 10-7 Ом·м.
32. В цепи, состоящей из источника э.д.с. 6 В с внутренним сопротивлением 2 Ом и реостата, идет ток 0,6 А. Какой ток пойдет по цепи при уменьшении сопротивления реостата в три раза?
41. Электрический чайник имеет в нагревателе две секции. При включении первой секции вода в чайнике закипает за 15 мин, а при включении второй секции за 25 мин. Через сколько времени закипит вода, если включить обе секции параллельно или последовательно?
42. Сколько витков никелиновой проволоки (p=4∙10-7 Ом∙м) надо навить на фарфоровый цилиндр с диаметром 2 см, чтобы устроить кипятильник, в котором в течение 8 мин закипит 0,2 л воды при начальной температуре 18°С; кпд принять η = 70%. Диаметр проволоки 0,18 мм. Напряжение U = 220 В.
43. Какой длины нужно взять нихромовый проводник сечением 0,14 мм2, чтобы изготовить нагреватель, способный за 4 минуты нагреть 0,5 л воды от 18 °С до кипения при кпд 70% и напряжении 220 В? ( ρ =11∙10-6 Ом∙м)
44. Электровоз массой 300 т движется вниз по горе со скоростью 36 км/ч. Уклон горы 0,01, сила сопротивления движению электровоза составляет 4% от его веса. Какой величины ток протекает через мотор электровоза, если напряжение в сети 3 кВ и кпд электровоза 70%?
45. Какой длины надо взять нихромовый проводник диаметром 0,1 мм, чтобы изготовить электрический камин, работающий при напряжении 220 В и выделяющий 15 МДж теплоты в час? Удельное сопротивление нихрома 1,1∙10-6 Ом∙м.
46. Троллейбус массой 10 т движется равномерно со скоростью 72 км/ч. Найти силу тока в обмотке двигателя, если напряжение равно 0,6 кВ и кпд равен 80 %. Коэффициент сопротивления движению равен 0,03.
47. Нагреватель электрического чайника имеет две секции. При включении одной из них вода в чайнике закипает через 17 мин, при включении другой - через 10 мин. Через какое время закипит вода в чайнике, если включить обе секции?
48. Алюминиевая и нихромовая проволоки, равные по длине и сечению включены в сеть. Найти отношение количеств теплоты, выделяющихся в этих проводниках. Решить задачу для последовательного и параллельного соединения проволок. Удельное сопротивление алюминия ρ1= 2,5∙10-8 Ом∙м, удельное сопротивление нихрома ρ2 = 1,1∙ 10-6 Ом∙м.
49. Сопротивление обмотки электрочайника 25 Ом. Определить промежуток времени, в течение которого закипит в нем 2 л воды, имеющей начальную температуру 22°С, если кпд равен 65% и напряжение в сети 220В.
50. В нихромовом проводнике длиной 3 м и площадью поперечного сечения 0,5 мм2 идет ток, при этом ежесекундно выделяется 32 Дж теплоты. Сколько электронов проходит за минуту через поперечное сечение проводника?
51. В однородном магнитном поле (В=0,02 Тл) равномерно вращается вокруг вертикальной оси горизонтальный стержень длиной 0,5 м. Ось вращения проходит через конец стержня параллельно линиям магнитной индукции. Определить скорость вращения ω (в об/с) при которой на концах стержня возникнет разность потенциалов 0,1 В.
52. Магнитная индукция между полюсами двухполюсного генератора равна 1 Тл. Ротор имеет 140 витков. Площадь каждого витка равна 500 см2. Определить частоту вращения якоря, если максимальное значение эдс индукции равно 220 В.
53. В однородном магнитном поле (В=0,1 Тл) вращается с постоянной угловой скоростью ω=50с-1 вокруг вертикальной оси стержень длиной 0,4м. Определить эдс индукции, возникающей в стержне, если ось вращения проходит через конец стержня параллельно линиям магнитной индукции.
54. Квадратная рамка со стороной 5 см, содержащая 300 витков, вращается в однородном магнитном поле около оси, перпендикулярной направлению поля. Чему равна индукция поля, если рамка делает 10 об/с и максимальная эдс индукции в рамке равна 12 В?
55. Самолет с размахом крыльев 15м и мощностью двигателя N=107 Вт летит горизонтально с постоянной скоростью. Определить силу тяги двигателей, если разность потенциалов между концами крыльев самолета ∆φ=0,3В. Вертикальная составляющая магнитной индукции Земли В = 10–4 Тл.
56. Размах крыльев самолета 15 м. Самолет движется горизонтально со скоростью 1000км/ч. Вертикальная составляющая магнитного поля Земли составляет 0,5∙10-5 Тл. Определить разность потенциалов, возникающую между концами крыльев самолета.
57. Реактивный самолет с размахом крыльев 20 м летит со скоростью 960 км/ч на такой высоте, где вертикальная составляющая индукции магнитного поля Земли равна 6∙10-5 Тл. Чему равна разность потенциалов между концами крыльев?
58. В магнитном поле, индукция которого 20 мТл, вращается стержень длиной 0,2 м с постоянной угловой скоростью 15 рад/с. Ось вращения проходит через конец стержня и параллельна силовым линиям магнитного поля. Определить эдс индукции, возникающую на концах стержня.
59. С какой скоростью должен двигаться проводник длиной 15 см перпендикулярно к силовым линиям однородного магнитного поля, напряженность которого 2∙105 А/м, чтобы между концами проводника возникла разность потенциалов 10 мВ? Направление скорости проводника с направлением самого проводника составляет угол α = 60°. Силовые линии все время перпендикулярны к проводнику.
60. Плоская проволочная рамка, состоящая из одного витка имеющего сопротивление 2 мОм и площадь 1 cм2, пронизывается однородным магнитным полем. Направление силовых линий поля перпендикулярно к плоскости рамки. Индукция магнитного поля изменяется с течением времени равномерно на величину 0,02 Тл за время 2 с. Какое количество тепла выделяется в рамке за это время?
61. Заряженная частица движется в магнитном поле по окружности со скоростью 2∙106 м/с. Индукция магнитного поля равна 0,5 Тл Радиус окружности 3 см. Найти заряд частицы, если известно, что ее энергия равна 15 кэВ.
62. Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией 250 мкТл по винтовой линии. Чему равна скорость электрона, если шаг винтовой линии 4 см, а радиус 6 см?
63. Найти кинетическую энергию протона, движущегося по дуге окружности радиусом 20 см в магнитном поле, индукция которого равна 0,5 Тл.
64. Какой магнитный поток пронизывал каждый виток катушки, имеющей 2000 витков, если при равномерном исчезновении магнитного поля в течение промежутка времени 0,2 с в катушке индуцируется эд с 6 В?
65. Протон и α-частица влетают в однородное магнитное поле. Скорость частиц направлена перпендикулярно силовым линиям поля. Во сколько раз период обращения протона в магнитном поле больше периода обращения α-частицы?
66. На фотографии, полученной в камере Вильсона, помещенной в магнитное поле, траектория электрона представляет собой дугу окружности с радиусом 10 см. Индукция магнитного поля 10-2 Тл. Найти энергию электрона и выразить ее электрон-вольтах.
67. Протон и электрон, двигаясь с одинаковой скоростью, попадают в однородное магнитное поле. Во сколько раз радиус кривизны траектории протона R1 больше радиуса кривизны траектории электрона R2?
68. Заряженная частица движется в магнитном поле по окружности со скоростью 106 м/с. Индукция магнитного поля равна 0,3 Тл Радиус окружности 4 см. Найти заряд частицы, если известно, что ее энергия равна 12 кэВ.
69. Протон, ускоренный разностью потенциалов 0,5 кВ, влетая в однородное магнитное поле с магнитной индукцией 2 мТл, движется по окружности. Определите радиус этой окружности.
70. Электрон, обладая скоростью 10 Мм/с, влетел в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Индукция магнитного поля 0,1 мТл. Определите нормальное ускорение электрона.
stydopedia.ru
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
Тема: Параллельное и последовательное соединение проводников
Вариант 1
Задание 1.
В какой зависимости находятся напряжения на проводниках, соединенных последовательно, от их сопротивления? Написать формулу.
Задание 2.
Решите задачу
На рисунке 1 дана схема соединения шести одинаковых резисторов по 60 Ом. Определить общее сопротивление и ток в цепи, если напряжение между точками А и В равно 220 В.
Рисунок 1
Задание 3
Решите задачу
При параллельном соединения двух резисторов через резистор R1= 55 Ом проходит ток I1=4А. Определить сопротивление резистора R2, если через него проходит ток I2= 0,8А. Какова мощность тока в резисторах?
Вариант 2
Задание 1.
Дать словесную формулировку каждому равенству и указать, при каких соединениях резисторов они справедливы:
а) U0б= U1+ U2+ ... + Un;
б) Uоб= U1= Un= ... =Un;
в) Uоб= nU.
Задание 2.
Решите задачу
На рисунке 2 дана схема смешанного соединения четырех резисторов по 10 Ом каждый. Найти общее (эквивалентное) сопротивление этого участка цепи.
Рисунок 2
Задание 3.
Решите задачу
На рисунке 3 дана схема последовательного соединения трех резисторов. Падение напряжения на резисторе R1= 36 Ом равно U1=9 В. Определить напряжение 
на резисторе R2= 64 Ом и сопротивление резистора R3,
если напряжение на его концах 120 В.
Рисунок 3
Вариант 3
Задание 1.
В какой зависимости находятся силы токов в резисторах, соединенных параллельно, от их сопротивления? Написать формулу.
Задание 2.
Решите задачу
Найти общее сопротивление участка цепи, изображенного на рисунке 4, если = 2 Ом, R2= Rз =R4= 15 Ом,
R5= 3 Ом, R6= 9 0м.
Рисунок 4
Задание 3.
Решите задачу
В сеть с напряжением 220 В включены параллельно две электрические лампы сопротивлением 200 Ом каждая. Определить силу тока, проходящего через каждую лампу и мощность тока в цепи.
Вариант 4
Задание 1.
В какой зависимости находятся напряжения на проводниках, соединенных последовательно, от их сопротивления? Написать формулу.
Задание 2.
Решите задачу
В сеть с напряжением 220 В включены последовательно две электрические лампы сопротивлением 200 Ом каждая. Определить силу тока, проходящего через каждую лампу и мощность тока в цепи.
Задание 3.
Решите задачу
Определить падение напряжения на каждом резисторе и падение напряжения между точками А и В цепи, изображенной на рисунке 5, если R1=4 Ом, R2= 20 Ом, Rз = 80 Ом, R4= 30 Ом, I0= 4 А.
Рисунок 5
infourok.ru
