Физика ИжГСХА контрольные работы для заочников

Под заказ выполним контрольные работы для студентов сельхозакадемии. Цены невысокие, качество на высоте.

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ИЖЕВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ»

ФИЗИКА

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ ФАКУЛЬТЕТА НЕПРЕРЫВНОГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

Ижевск 2007

Составитель:  кандидат пед. наук, доцент кафедры физики И.Т. Русских

Р 89    Физика: Метод. указ./  Сост.: И.Т. Русских; –  Ижевск:  ИжГСХА, 2007.-

        84 с.

   В методических указаниях даны требования к оформлению контрольной работы по физике, представлены разъяснения по выполнению контрольной работы и решению задач, список рекомендуемой литературы.

   Указания рассчитаны для студентов 1 курса факультета непрерывного профессионального образования заочного обучения.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 1.

1. Под действием какой силы при прямолинейном движении тела массой 2 кг изменение его координаты со временем происходит по закону:

x = а + вt + с t², где а=10 м, в=5 м/с, с= - 10 м/с²?

2. Найти закон движения тела массой 1кг под действием постоянной силы 10 Н, если при t = 0 тело находилось в начале координат (x = 0).
3. Найти закон движения тела массой 1кг под действием постоянной силы 1Н, если в момент t = 0 начальная координата x = 0 и v₀ = 5 м/с.
4. Найти закон движения тела массой 1кг под действием постоянной силы 2Н, если в момент t = 0 оно находилось в точке с координатой  x₀ = 1м и

 v₀ = 2м/с.

5. Тело массой 2кг движутся с ускорением, изменяющимся по закону: а = 5t – 10. Определить силу, действующую на тело через 5 с после начала действия, и его скорость в конце пятой секунды.      
6. Сплошной шар массой 1 кг и радиусом 5 см вращается вокруг оси, проходящей через его центр. Закон вращения шара выражается уравнением

φ = 10 + 5t – 2t². В точке, наиболее удаленной от оси вращения, на шар действует сила, касательная к поверхности. Определить эту силу и тормозящий момент.

7. Автомобиль движется по закруглению шоссе, имеющему радиус кривизны 100 м. Закон движения автомобиля выражается уравнением:

s = 100 + 10t – 0,5t². Найти скорость автомобиля, его тангенциального, нормальное и полное ускорение в конце пятой секунды.

8. Материальная точка движется по окружности, радиус которой 20 м. Зависимость пути, пройденного точкой, от времени выражается уравнения

s = t³ + 4t² – t + 8. Определить пройденный путь, угловую скорость и угловое ускорение точки через время 4 с от начала ее движения.

9. Материальная точка движется по окружности радиуса 1 м согласно уравнению s = 8t – 0,2t³. Найти скорость, тангенциальное, нормальное и полное ускорение в момент времени равный 3 с. 
10. Тело вращается равноускоренно с начальной угловой скоростью 5 с^-1 и угловым ускорением 1с^-2 . Сколько оборотов сделает тело за 10 с?
11. Параллелепипед размером 2х2x4 см³ движется параллельно большему ребру. При какой скорости движения он будет казаться кубом.
12. Какую скорость должно иметь движущееся тело, чтобы его продольные размеры уменьшились в три раза?
13.  – мезон – нестабильная частица. Собственное время жизни его 2,6·10^-8с. Какое расстояние пролетит π - мезон до распада, если он движется со скоростью 0,9 с?
14. Найти собственное время жизни нестабильной частицы μ-мезона, движущегося со скоростью 0,99 с, если расстояние, пролетаемого им до распада, равно 0,1 км.
15. Собственное время жизни π – мезона 2,6·10^-8 с. Чему равно время жизни π – мезона для наблюдателя, относительно которого эта частица движется со скоростью 0,8 с?
16. Электрон, скорость которого 0,9 с, движется навстречу протону, имеющему скорость 0,8 с. Определить скорость относительного движения.
17. Радиоактивное ядро, вылетевшее из ускорителя со скоростью 0,8 с, выбросило в направлении своего движения β- частицу со скоростью 0,7 с относительно ускорителя. Найти скорость частицы относительно ядра.
18. Две частицы движутся навстречу друг другу со скоростью 0,8 с. Определить скорость их относительного движения.
19. При какой скорости движения релятивистское сокращение длины движущегося тела составит 25%.
20. Какую скорость должно иметь движущееся тело, чтобы его продольные размеры уменьшились на 75%.
21. Сплошной однородный цилиндр массой 0,1 кг катится без скольжения с постоянной скоростью 4 м/с. Определить кинетическую энергию цилиндра, время до его остановки, если на него действует сила трения 0,1 Н.
22. Сплошной однородный шар скатывается по наклонной плоскости, длина которой 1 м и угол наклона 30⁰. Определить скорость шара в конце наклонной плоскости.
23. Полый цилиндр массой 1 кг катится по горизонтальной поверхности со скоростью 10 м/с. Определить силу, которую необходимо приложить к цилиндру, чтобы остановить его на пути 2 м.
24. Маховик, имеющий форму диска массой 10 кг и радиусом 0,1 м, был раскручен до частоты 120 мин^-1. Под действием силы трения диск остановился через 10 с. Найти момент силы трения, считая его постоянным.
25. Обруч и диск скатываются с наклонной плоскости, составляющей угол 30⁰ с горизонтом. Чему равны их ускорения  в конце спуска?
26. С покоящимся шаром массой 2 кг сталкивается такой же шар, движущийся со скоростью 1 м/с. Вычислить работу, совершенную вследствие деформации при прямом центральном неупругом ударе.
27. Масса снаряда 10 кг, масса ствола орудия 500 кг. При выстреле снаряд получает кинетическую энергию 1,5·10⁶ Дж. Какую кинетическую энергию получает ствол орудия вследствие отдачи?
28. Конькобежец массой 60 кг, стоя на льду, бросает в горизонтальном направлении камень массой 2 кг со скоростью 10 м/с, на какое расстояние откатится при этом конькобежец, если коэффициент трения коньков о лёд равен 0,02.
29. Молекула водорода, двигающаяся со скоростью 400 м/с, подлетает к стенке сосуда под углом 60⁰ и упруго ударяется о неё. Определить импульс, полученный стенкой. Принять массу молекул равной 3·10^-27 кг.
30. Стальной шарик массой 50 г упал с высоты 1 м на большую плиту, передав ей импульс силы, равный 0,27 Н·с. Определить количество теплоты, выделившейся при  ударе и высоту, на которую поднимается шарик. 
31. С какой скоростью движется электрон, если его кинетическая энергия 1,02 МэВ? Определить импульс электрона.
32. Кинетическая энергия частицы оказалась равной её энергии покоя. Какова скорость этой частицы?
33. Масса движущегося протона 2,5·10^-27 кг. Найти скорость и кинетическую энергию протона.
34. Протон прошёл ускоряющую разность потенциалов в 200 МВ. Во сколько раз его релятивистская масса больше массы покоя? Чему равна скорость протона?
35. Определить скорость электрона, если его релятивистская масса в три раза больше массы покоя. Вычислить кинетическую и полную энергию электрона.
36. Вычислить скорость, полную и кинетическую энергию протона в тот момент, когда его масса равна массе покоя α-частицы.
37. Найти импульс, полную и кинетическую энергию электрона, движущегося со скоростью, равной 0,7 с.
38. Протон и α- частица проходят одинаковую ускоряющую разность потенциалов, после чего масса протона составила половину массы покоя α-частицы. Определить разность потенциалов.
39. Найти импульс, полную и кинетическую энергию нейтрона, движущегося со скоростью 0,6 с.
40.  Во сколько раз масса движущегося со скоростью 0,6 с нейтрона больше массы движущегося со скоростью 0,9 с электрона? Чему равны их кинетические энергии?
41.  Найти среднюю кинетическую энергию вращательного движения всех молекул, содержащихся в 0,20 г водорода при t = 27⁰ С.
42.  Давление идеального газа 10 МПа, концентрация молекул 8·10¹⁰ см^-3. Определить среднюю кинетическую энергию поступательного движения  молекул и температуру газа.
43. Определить среднее значение полной кинетической энергии одной молекулы аргона и водяного пара при температуре 500 К.
44. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа равна 15·10^-21 Дж. Концентрация молекул равна 9·10¹⁹ см^-3. Определить давление газа.
45. В баллоне емкостью 50 л находится сжатый водород при 27⁰ С, после того как часть водорода выпустили, давление понизилось на 10⁵Па. Определить массу выпущенного водорода.
46. В сосуде, имеющем форму шара, радиус которого 0,1 м, находится 56 г азота. До какой температуры можно нагреть сосуд, если его стенки выдерживают давление 5·10⁵ Па?
47. При температуре 300 К и давлении 1,2·10⁵ Па плотность смеси водорода и азота равна 1 кг/м³. Определить молярную массу смеси.
48. В баллоне емкостью 0,8 м³ находится 2 кг водорода и 2,9 кг азота. Определить давление смеси газов, если температура баллона 27⁰ С.
49. До какой температуры можно нагреть запаянный сосуд, содержащий 36 г воды, чтобы он не разорвался, если известно, что стенки сосуда выдерживают давление 5·10⁶ Па. Объем сосуда 0,5 л.
50. При температуре 27⁰ С и давлении 10⁶ Па плотность смеси газов кислорода и азота 15 г/дм³. Определить молярную массу смеси.
51. В сосуде емкостью 1 л содержится кислород массой 32 г. Определить среднее число соударений молекул кислорода в секунду при температуре 100 К.
52. Определить среднюю длину и среднюю продолжительность свободного пробега молекул углекислого газа при температуре 400 К и давлении 1,38 Па.
53. В сосуде емкостью 1 л находится 4,4 г углекислого газа. Определить среднюю длину свободного пробега молекул.
54. Определить коэффициент диффузии гелия при давлении 10⁶ Па и температуре 27 ⁰ С.
55. Определить коэффициент внутреннего трения кислорода при температуре 400 К.
56. В сосуде емкостью 5 л содержится 40 г аргона. Определить среднее число соударений молекул в секунду при температуре 400 К.
57. Определить коэффициент внутреннего трения воздуха при температуре 100 К.
58. Определить коэффициент диффузии азота при давлении газа 0,5·10⁵ Па и температуре 127 ⁰ С.
59. Коэффициент внутреннего трения кислорода при нормальных условиях 1,9·10^-4 кг/ (м∙с). Определить коэффициент теплопроводности кислорода.
60. Коэффициент диффузии водорода при нормальных условиях 9,1·10^-5 м²/с. Определить коэффициент теплопроводности водорода.
61. Определить, какое количество теплоты необходимо сообщить аргону массой 400 г, чтобы нагреть его на 100 К: а) при постоянном объеме; б) при постоянном давлении.
62. Во сколько раз увеличится объем 2 моль кислорода при изотермическом расширении при температуре 300 К, если при этом газу сообщили 4 кДж теплоты.
63. Какое количество теплоты нужно сообщить 2 моль воздуха, чтобы он совершил работу в 1000 Дж: а) при изотермическом процессе; б) при изобарическом процессе.
64. Найти работу и изменение внутренней энергии при адиабатическом расширении 28 г азота, если его объем увеличился в два раза. Начальная температура азота 27 ⁰ С.
65. Кислород, занимающий объем 10 л и находящийся под давлением 2·10⁵ Па, адиабатически сжат до объема 2 л. Найти работу сжатия и изменение внутренней энергии кислорода.
66. Определить количество теплоты, сообщенное 88 г углекислого газа, если он был  нагрет от 300 К до 350 К при постоянном давлении. Какую работу при этом может совершить газ и как изменится  его внутренняя энергия?
67. При каком процессе выгоднее (в смысле большего совершения работы) производить расширение воздуха: изобарическом или изотермическом, если объем газа увеличивается в пять раз. Начальная температура газа в обоих случаях одинаковая.
68. При каком процессе выгоднее (в смысле расхода теплоты) производить нагревание 2 моль аргона на 100 К: а) изобарическом;

б) изохорическом?

69. Азоту массой 20 г при изобарическом нагревании сообщили 3 кДж теплоты. Как изменилась температура и внутренняя энергия газа.
70. При изотермическом расширении одного моля водорода была затрачена теплота 4 кДж, при этом объем водорода увеличился в пять раз. При какой температуре протекает процесс? Чему равно изменение внутренней энергии газа и какую работу совершает газ?
71. Определить изменение энтропии 14 г азота при изобарном нагревании его от 27 ⁰ до 127 ⁰С.
72. Как изменится энтропия 2 моль углекислого газа при изотермическом расширении, если объем газа увеличивается в четыре раза.
73. Совершая цикл Карно, газ отдал холодильнику 0,25 количества теплоты, полученной от нагревателя. Определить температуру холодильника, если температура нагревателя 400 К.
74. Тепловая машина работает по циклу Карно, к.п.д. которого 0,4. Какова будет эффективность этой машины, если она будет совершать тот же цикл, но в обратном направлении?
75. Идеальный газ совершает цикл Карно. Температура нагревателя равна 470 К, температура охладителя равна 280 К. При изотермическом расширении газ совершил работу 100 Дж. Определить термический к.п.д. цикла, а также количество теплоты, которое газ отдает охладителю при изотермическом сжатии.
76. При прямом цикле Карно тепловая машина совершает работу 1000 Дж. Температура нагревателя 500 К, охладителя - 300 К. Определить количество теплоты, получаемое машиной от нагревателя.
77. Найти изменение энтропии при нагревании 2 кг воды от 0 до 100 ⁰ С и последующем превращении ее в пар при той же температуре.
78. Найти изменение энтропии при плавлении 2 кг свинца и дальнейшем его охлаждении от 327 до 0 ⁰ С.
79. Определить изменение энтропии, происходящее при смешивании 2 кг воды, находящихся при температуре 300 К, и 4 кг воды при температуре 370 К.
80. Лед массой 1 кг, находящийся при температуре 0 ⁰ С, нагревают до температуры 57 ⁰ С. Определить изменение энтропии.

Контрольная работа № 2

1. В вершинах треугольника со стороной 0,1 м расположены равные отрицательные заряды. Потенциал создаваемого ими поля в центре треугольника равен 500В. Определить величину зарядов.

2. В вершинах квадрата со стороной 0,5 м расположены заряды одинаковые по величине. В случае, когда два соседних заряда положительные, а два других отрицательные, напряжённость поля в центре квадрата равна 144 В/м. Определить заряды.

3. В вершинах квадрата со стороной 0,1 м помещены заряды по 0,1 нКл. Определить напряжённость и потенциал поля в центре квадрата, если один из зарядов отличается по знаку от остальных.

4. Пространство между двумя параллельными бесконечными плоскостями с поверхностной плотностью зарядов +50 и –90 нКл/м² заполнено стеклом. Определить напряженность поля: а) между плоскостями; б) вне плоскостей.

5. На расстоянии 8 см друг от друга в воздухе находятся два заряда по 1 нКл. Определить напряжённость и потенциал поля в точке, находящейся на расстоянии 5 см от зарядов.

6. Две параллельные плоскости одноимённо заряжены с поверхностной плотностью зарядов 2 и 4 нКл/м². Определить напряжённость  поля: а) между плоскостями; б) вне плоскостей.

7. Если в центр квадрата, в вершинах которого находятся заряды по +2 нКл, поместить отрицательный заряд, то результирующая сила, действующая на каждый заряд, будет равна нулю. Вычислить числовое значение отрицательного заряда.

8. Заряды по 1 нКл помещены в вершинах равностороннего треугольника со стороной 0,2 м. Равнодействующая сил, действующих на четвёртый заряд, помещённый на середине одной из сторон треугольника, равна 0,6 мкН. Определить этот заряд, напряжённость и потенциал поля в точке его расположения.

9. Два шарика массой по 0,2 г подвешены в общей точке на нитях длиной 0,5 м. Шарикам сообщили заряд и нити разошлись на угол 60⁰. Определить напряжённость и потенциал поля в точке подвеса шарика.

10. Два одинаковых заряда находятся в воздухе на расстоянии 0,1 м друг от друга. Напряжённость поля в точке, удалённой на расстоянии 6 см от одного и 8 см от другого заряда, равна 10 кВ/м. Определить потенциал поля в этой точке и величину зарядов.

11. Пылинка массой 8·10^-15 кг удерживается в равновесии между горизонтально расположенными обкладками плоского конденсатора. Разность потенциалов между обкладками 490 В, а зазор между ними 1 см. Определить во сколько раз заряд пылинки больше элементарного заряда.

12. В поле бесконечной равномерно заряженной плоскости с поверхностной плотностью заряда 10 мкКл/м² перемещается заряд из точки, находящейся на расстоянии 0,1 м от плоскости, в точку на расстоянии 0,5 м от неё. Определить заряд, если при этом совершается работа 1 мДж.

13. Какую работу нужно совершить, чтобы заряды 1 и 2 нКл, находившиеся на расстоянии 0,5 м, сблизить до расстояния 0,1 м.

14. Поверхностная плотность заряда бесконечной равномерно заряженной плоскости равна 30 нКл/м². Определить поток вектора напряженности через поверхность сферы диаметром 15 см, рассекаемой этой плоскостью пополам.

15. Заряд 1 нКл переносится из бесконечности в точку, находящуюся на расстоянии 0,1 м от поверхности металлической сферы радиусом 0,1 м, заряженной с поверхностной плотностью 10^-3 Кл/м². Определить работу по перемещению заряда.

16. Заряд 1 нКл притянулся к бесконечной плоскости, равномерно заряженной с поверхностной плотностью 0,2 мкКл/м². На каком расстоянии от плоскости находился заряд, если работа сил поля по его перемещению равна 1 мкДж.

17. Какую работу совершают силы поля, если одноименные заряды 1 и 2 нКл, находившиеся на расстоянии 1 см, разошлись до расстояния 10 см.

18. Электрон со скоростью 20 Мм/с влетает в пространство между обкладками плоского конденсатора в середине зазора в направлении, параллельном обкладкам. При какой минимальной разности потенциалов на обкладках электрон не вылетит из конденсатора, если длина конденсатора 10 см, а расстояние между его обкладками 1 см.

19.Заряд –1 нКл переместился в поле заряда +1,5 нКл из точки с потенциалом 100 В в точку с потенциалом 600 В. Определить работу сил поля по перемещению заряда и расстояние между этими зарядами.

20. Заряд 1 нКл находится на расстоянии 0,2 м от бесконечно длинной заряженной нити. Под действием поля нити заряд перемещается на 0,1 м. Определить линейную плотность заряда нити, если работа сил поля по перемещению заряда равна 0,1 мкДж.

21. Конденсатор с парафиновым диэлектриком заряжен до разности потенциалов 150 В. Напряжённость поля 6 МВ/м, площадь пластин 6 см². Определить ёмкость и поверхностную плотность заряда на обкладках конденсатора. Диэлектрическая проницаемость парафина равна 2.

22. Вычислить ёмкость батареи, состоящей из трёх конденсаторов ёмкостью 1 мкФ каждый, при всех возможных случаях их соединения.

23. Заряд на каждом из двух последовательно соединенных конденсаторов емкостью 18 и 10 пкФ равен 0,09 нКл. Определить напряжение: а) на батарее конденсаторов; б) на каждом конденсаторе.

24. Конденсатор емкостью 6 мкФ последовательно соединен с конденсатором неизвестной ёмкости, и они подключены к источнику постоянного напряжения 12 В.  Определить ёмкость второго конденсатора и напряжение на каждом конденсаторе, если заряд батареи 24 мкКл.

25. Два конденсатора одинаковой ёмкости по 3 мкФ заряжены один до напряжения 100 В, а другой – до 200 В. Определить напряжение между обкладками конденсаторов, если их соединить параллельно: а) одноименно; б) разноименно заряженными обкладками.

26. Плоский воздушный конденсатор заряжен до разности потенциалов 300 В. Площадь пластин 1 см², напряженность поля в зазоре между ними 300 кВ/м. Определить поверхностную плотность заряда на пластинах, ёмкость и энергию конденсатора.

27. Найти объемную плотность энергии электрического поля, создаваемого заряженной металлической сферой радиусом 5 см на расстоянии 5 см от ее поверхности, если поверхностная плотность заряда на ней 2 мкКл/м².

28. Площадь пластин плоского слюдяного конденсатора 1,1 см², зазор между ними 3 мм. При разряде конденсатора выделилась энергия 1 мкДж. До какой разности потенциалов был заряжен конденсатор? Диэлектрическая проницаемость слюды равна 7.

29. Энергия плоского воздушного конденсатора 0,4 нДж, разность потенциалов на обкладках 600 В, площадь пластин 1 см². Определить расстояние между обкладками, напряженность и объемную плотность энергии поля конденсатора .

30. Под действием силы притяжения 1 мН диэлектрик между обкладками конденсатора находится под давлением 1 Па. Определить энергию и объемную плотность энергии поля конденсатора, если расстояние между его обкладками 1 мм.

31. Плотность тока в никелиновом проводнике длиной 25 м равна 1 МА/м². Определить разность потенциалов на концах проводника. Удельное сопротивление никелина равно 40·10^-8 Ом·м.

32. Определить плотность тока, текущего по проводнику длиной 5 м, если на концах его поддерживается разность потенциалов 2 В. Удельное сопротивление материала 2 мкОм∙м.

33. Напряжение на концах проводника сопротивлением 5 Ом за 0,5 с равномерно возрастает от 0 до 20 В. Какой заряд проходит через проводник за это время?

34. Температура вольфрамовой нити электролампы 2000 ⁰С, диаметр нити 0,02 мм, сила тока в ней 4 А. Определить напряженность поля в нити.

35. На концах никелинового проводника длиной 5 м поддерживается разность потенциалов 12 В. Определить плотность тока в проводнике, если его температура 540 ⁰С. Удельное сопротивление никелина равно 40·10^-8 Ом·м.

36. Внутреннее сопротивление аккумулятора 1 Ом. При силе тока 2 А его к.п.д. равен 0,8. Определить электродвижущую силу аккумулятора.

37.Определить электродвижущую силу аккумуляторной батареи, ток короткого замыкания которой 10 А, если при подключении к ней резистора сопротивлением 2 Ом сила тока в цепи равна 1 А.

38. Электродвижущая сила аккумулятора автомобиля 12 В. При силе тока 3 А его к.п.д. равен 0,6. Определить внутреннее сопротивление аккумулятора.

39. К источнику тока подключают один раз резистор сопротивлением  1 Ом, во второй раз – резистор сопротивлением 4 Ом. В обоих случаях на резисторах за одно и то же время выделяется одинаковое количество теплоты. Определить внутреннее сопротивление источника тока.

40. Два одинаковых источника тока соединены в одном случае последовательно, в другом случае – параллельно и замкнуты на внешнее сопротивление 1 Ом. При каком внутреннем сопротивлении источника тока сила тока во внешней цепи будет в обоих случаях одинаковой?

41. Два бесконечно длинных прямолинейных проводника с токами 10 и 8 А расположены перпендикулярно друг другу. Определить индукцию и напряженность магнитного поля на середине кратчайшего расстояния между проводниками, равного 20 см.

42. По двум бесконечно длинным прямолинейным параллельным проводникам, расстояние между которыми 10 см, в одном направлении текут токи 4 и 6 А. Определить расстояние от проводника с меньшим током до геометрического места точек, в котором напряженность магнитного поля равна нулю.

43. Решить задачу 42 для случая, когда токи текут в противоположных направлениях.

44. По двум бесконечно длинным прямолинейным параллельным проводникам текут токи 5 и 10 А в одном направлении. Геометрическое место точек, в котором индукция магнитного поля равна нулю, находится на расстоянии 10 см от проводника с меньшим током. Определить расстояние между проводниками.

45. По кольцевому проводнику радиусом 10 см течет ток 4 А. Параллельно плоскости кольцевого проводника на расстоянии 2 см над его центром проходит бесконечно длинный прямолинейный проводник, по которому течет ток 2 А. Определить индукцию и напряженность магнитного поля в центре кольца. Рассмотреть все возможные случаи.

46. Два круговых витка с током лежат в одной плоскости и имеют общий центр. Радиус большего витка 12 см, меньшего - 8 см. Напряженность поля в центре  витков равна 50 А/м, если токи текут в одном направлении, и нулю, если в противоположном. Определить силы токов, текущих по круговым виткам.

47. Бесконечно длинный прямолинейный проводник с током 3 А расположен на расстоянии 20 см от центра витка радиусом 10 см с током 1 А. Определить напряженность и индукцию магнитного поля в центре витка для случаев, когда проводник : а) расположен перпендикулярно плоскости витка; б)в плоскости витка.

48. По квадратной рамке со стороной 0,2 м течет ток 4 А. Определить напряженность и индукцию магнитного поля в центре рамки.

49. По квадратной рамке течет ток 4 А. Напряженность магнитного поля в центре рамки 4,5 А/м. Определить периметр рамки.

50. По квадратной рамке со стороной 0,2 м течет ток, который создает в центре рамки магнитное поле напряженностью 4,5 А/м. Определить силу тока в рамке.

51. Незакрепленный проводник массой 0,1 г и длиной 7,6 см находится в равновесии в горизонтальном магнитном поле напряженностью 10 А/м. Определить силу тока в проводнике, если он перпендикулярен линиям индукции магнитного поля.

52. Два параллельных бесконечно длинных проводника с токами 10 А взаимодействуют с силой 1 мН на 1 м их длины. На каком расстоянии находятся проводники?

53. Найти радиус траектории протона в магнитном поле с индукцией 0,5 Тл, если он движется перпендикулярно силовым линиям поля и обладает кинетической энергией 3 МэВ.

54. Какое ускорение приобретает свободно подвешенный проводник массой 0,1 г и длиной 8 см в однородном магнитном поле напряженностью 10 кА/м, если сила тока в нем 1 А, а направление тока и силовых линий поля взаимно перпендикулярны?

55. Электрон с энергией 300 эВ движется перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля напряженностью 465 А/м. Определить силу Лоренца, скорость и радиус кривизны траектории электрона.

56. Момент импульса протона в однородном магнитном поле напряженностью 20 кА/м равен 6,6∙10^-23 кг∙м²/с. Найти кинетическую энергию протона, если он движется перпендикулярно силовым линиям магнитного поля.

57. На расстоянии 5 мм параллельно прямолинейному длинному проводнику движется электрон с кинетической энергией 1 кэВ. Какая сила будет действовать на электрон, если по проводу пустить ток 1 А?

58. Протон движется в магнитном поле напряженностью 10 А/м по окружности радиусом 2 см. Найти кинетическую энергию протона.

59. По длинным прямолинейным параллельным проводникам, находящимся на расстоянии 2 см друг от друга, в одном направлении текут токи по 1 А. Какую работу на единицу длины проводников нужно совершить, чтобы раздвинуть их до расстояния 4 см? 

60. Однородное магнитное поле напряженностью 900 А/м действует на помещенный в него проводник длиной 25 см с силой 1 мН. Определить силу тока в проводнике, если угол между направлениями тока и силовыми линиями магнитного поля равен 45⁰.

61. Перпендикулярно силовым линиям однородного магнитного поля индукцией 0,3 Тл движется проводник длиной 15 см со скоростью 10 м/с, в направлении, перпендикулярном проводнику. Определить ЭДС, индуцируемую в проводнике.

62. Перпендикулярно силовым линиям однородного магнитного поля индукцией 0,1 мТл по двум параллельным проводникам под действием внешних сил движется проводящая перемычка длиной 20 см. При замыкании цепи, содержащей эту перемычку, в ней идет ток 0,01 А. Определить скорость движения перемычки. Сопротивление цепи 0,1 Ом.

63. На концах крыльев самолета размахом 20 м, летящего со скоростью 900 км/ч, возникает электродвижущая сила индукции 0,06 В. Определить вертикальную составляющую напряженности магнитного поля Земли.

64. В плоскости, перпендикулярной однородному магнитному полю напряженностью 2∙10⁵ А/м вращается стержень длиной 0,4 м относительно оси, проходящей через его середину. В стержне индуцируется электродвижущая сила, равная 0,2 В. Определить угловую скорость вращения стержня.

65. Катушка из 100 витков площадью 15 см² вращается с частотой 5 Гц в однородном магнитном поле индукцией 0,2 Тл. Ось вращения перпендикулярна оси катушки и линиям индукции поля. Определить максимальную ЭДС, индуцируемую в катушке.

66. Цепь состоит из соленоида и источника тока. Соленоид без сердечника длиной 15 см и диаметром 4 см имеет плотную намотку из двух слоев медного провода диаметром 0,2 мм. По соленоиду течет ток 1 А. Определить ЭДС самоиндукции в соленоиде в тот момент времени после отключения его от источника тока, когда сила тока уменьшилась в два раза. Сопротивлением источника тока и подводящих проводов пренебречь.

67. Решить задачу 66 для случая соленоида с сердечником, магнитная проницаемость которого равна 100.

68. Сила тока в соленоиде равномерно возрастает от 0 до 10 А за 1 мин, при этом максимальная энергия в соленоиде достигает значения 20 Дж. Найти величину ЭДС, индуцируемой в соленоиде?

69. Однослойный соленоид без сердечника длиной 20 см и диаметром  4 см имеет плотную намотку медным проводом диаметром 0,1 мм. За время 0,1 с сила тока в нем равномерно убывает с 5 А до 0. Определить ЭДС электромагнитной индукции в соленоиде.

70. По условию задачи 69 определить заряд, проходящей через соленоид после его отключения.

71. Чему равна объемная плотность энергии магнитного поля в соленоиде без сердечника, имеющего плотную однослойную намотку проводом диаметром 0,2 мм, если по нему течет ток величины 0,1 А?

72. По условию задачи 71 найти энергию магнитного поля соленоида, если его длина 20 см, а диаметр 4 см.

73. По соленоиду длиной 0,25 м, имеющему число витков 500, течет ( см. рис. стр. 69 ) ток 1 А. Площадь поперечного сечения 15 см². В соленоид вставлен железный сердечник. Найти энергию магнитного поля соленоида. Зависимость

В=ƒ(Н) приведена на рисунке.

74. Квадратная рамка со стороной 1 см содержит 100 витков и помещена в однородное магнитное поле напряженностью 100 А/м. Направление поля составляет угол 30⁰ с нормалью к рамке. Какая работа совершается при повороте рамки на 30⁰ в одну и другую сторону, если по ней течет ток 1 А?

75. По условию задачи 74 определить работу при повороте рамки в положение, при котором ее плоскость совпадает с направлением силовых линий индукции магнитного поля.

76. Под действием однородного магнитного поля перпендикулярно силовым линиям начинает перемещаться прямолинейный проводник массой 2 г, по которому течет ток 10 А. Какой магнитный поток пересечет этот проводник к моменту времени, когда его скорость станет равной 31,6 м/с?

77. Проводник длиной 0,3 м и с током 1 А равномерно вращается вокруг оси, проходящей через его конец, в плоскости, перпендикулярной линиям индукции магнитного поля напряженностью 1 кА/м. За одну минуту вращения совершается работа 0,1 Дж. Определить угловую скорость вращения проводника.

78. Однородное магнитное поле, объемная плотность энергии которого 0,4 Дж/м³, действует на проводник, расположенный перпендикулярно линиям индукции, силой 0,1 мН на 1 см его длины. Определить силу тока в проводнике.

79. По обмотке соленоида с параметрами: число витков – 1000, длина – 40 см; течет ток 0,5 А. Зависимость В = ƒ(Н) для сердечника приведена на рисунке к задаче 73. Определить потокосцепление, энергию и объемную плотность энергии соленоида.

80. Обмотка соленоида имеет сопротивление 10 Ом. Какова индуктивность соленоида, если при прохождении тока за время 0,05 с в нем выделяется количество теплоты, эквивалентное энергии магнитного поля соленоида?

81.Дифракционная решетка, освещенная нормально падающим монохроматическим светом, отклоняет лучи спектра третьего порядка на угол

φ = 30°. На какой угол отклоняет она лучи спектра четвертого порядка?

82.При освещении дифракционной решетки светом с длиной волны 600 нм на экране получились полосы, расстояние между которыми оказалось равным 40 см. Зная, что экран расположен на расстоянии 120 см от решетки, найти постоянную решетки.

 83.Период дифракционной решетки  5 мкм. На решетку нормально падает свет с длиной волны  0,56 мкм. Максимум, какого наибольшего порядка дает эта решетка?

 84.На дифракционную решётку падает нормально параллельный пучок белого света. Спектры второго и третьего порядка частично накладываются друг на друга. На какую длину волны в спектре второго порядка накладывается фиолетовая граница (λ = 400 нм) спектра третьего порядка?

 85.На грань кристалла каменной соли падает параллельный пучок рентгеновских лучей с длиной волны  14,7 нм. Расстояние между атомными плоскостями кристалла  28 нм. Под каким углом к плоскости грани наблюдается дифракционный максимум второго порядка?

86. На непрозрачную пластинку с узкой щелью падает нормально плоская волна длиной волны 500 нм. Угол отклонения лучей, соответствующих первому дифракционному максимуму равен 30°. Определить ширину щели.

 87.На дифракционную решетку, содержащую 500 штрихов на миллиметр, падает нормально белый свет. Спектр проектируется с помощью помещенной вблизи решетки линзы на экран. Определить длину спектра первого порядка на экране, если расстояние от линзы до экрана 4 м. Границы видимого спектра:  λ_кр = 780 нм,  λ_ф = 400 нм.

88. Какое наименьшее число штрихов должна содержать решетка, чтобы в спектре первого порядка можно было видеть раздельно две желтые линии натрия с длинами волн λ₁ = 589,0 нм и λ₂ = 589,6 нм? Какова длина такой решетки, если расстояние между штрихами 10 мкм?

 89.На пластинку с щелью, ширина которой 0.05 мм, падает нормально монохроматический свет с длиной волны  0,7 мкм. Определить угол φ отклонения лучей, соответствующих первому дифракционному максимуму.

90. Найти расстояние между кристаллографическими плоскостями кристалла, дифракционный максимум первого порядка от которых в рентгеновских лучах с длиной волны  1,5 нм наблюдается под углом 30°.

91.На пути луча света поставлена стеклянная пластинка толщиной  1мм так, что угол падения луча равен 30°. Насколько изменится оптическая длина пути луча после постановки пластинки?

 92.На мыльную пленку с показателем преломления  1,30 падает по нормали монохроматический свет с длиной волны  0,6 мкм. Отраженный свет в результате интерференции имеет наибольшую яркость. Какова наименьшая возможная толщина пленки?

 93.Радиус второго темного кольца Ньютона в отраженном свете  0,4 мм. Определить радиус кривизны плоско-выпуклой линзы, если установка освещается монохроматическим светом с длиной волны 0,64 мкм.

94. На тонкий стеклянный клин нормально падает луч света с длиной волны  600 нм. Расстояние между соседними темными интерференционными полосами в отраженном свете  0.4 мм. Определить угол α между поверхностями клина. Показатель преломления стекла клина  1,5.

 95.На стеклянную пластинку положена выпуклой стороной плоско-выпуклая линза. Сверху линза освещается монохроматическим светом длиной волны  600 нм. Найти радиус кривизны линзы, если радиус восьмого темного кольца Ньютона в отраженном свете  2,4 мм.

96. Плоско-выпуклая линза с фокусным расстоянием  2 м выпуклой стороной лежит на стеклянной пластинке. Радиус пятого темного кольца Ньютона в отраженном свете  1,5 мм. Определить длину световой волны.

 97.На мыльную пленку нормально к ее поверхности падает монохроматический свет длиной волны  600 нм. Отраженный от пленки свет максимально усилен вследствие интерференции. Определить минимальную толщину пленки. Показатель преломления мыльной воды  1,30.

98. На стеклянную пластинку нанесена тонкая прозрачная пленка с показателем преломления  1,5. Пластинка освещена параллельным пучком света с длиной волны  600 нм, падающих на пластинку нормально. Какой минимальной толщины должна быть пленка, чтобы отраженные лучи имели наименьшую яркость.

99. Между стеклянной пластинкой и лежащей на ней плоско-выпуклой линзой находится жидкость. Найти показатель преломления жидкости, если радиус восьмого светлого кольца Ньютона при наблюдении в отраженном свете длиной волны  0,7 мкм равен  2 мм. Радиус кривизны линзы  1 м.

 100.На тонкую глицериновую пленку толщиной  1,5 мкм нормально к ее поверхности падает белый свет. Определить длины волн лучей видимого участка спектра (0,4 ¸ 0,8 мкм), которые будут ослаблены в результате интерференции. Наблюдение ведётся в отражённом свете.

101.Поток излучения абсолютно черного тела  1 кВт, максимум энергии излучения приходится на длину волны  1,45 мкм. Определить площадь излучаемой поверхности.

 102.Температура абсолютно черного тела  1000 К. Определить длину волны, на которую приходится максимум энергии излучения, и, используя формулу Планка, спектральную плотность энергетической светимости r_λ,Т для этой длины волны.

103. Вычислить энергию, излучаемую за время  1 мин с площади  1 см² абсолютно черного тела, температура которого  1000 К.

104. Длина волны, на которую приходится максимум энергии излучения абсолютно черного тела, равна 0,6 мкм. Определить температуру этого тела.

105.Найти, насколько уменьшается масса Солнца за год вследствие излучения. Температуру поверхности Солнца принять равной 5800 К. Радиус Солнца равен 6,95×10⁸ м.

106.Черное тело имеет температуру  500 К. Какова будет температура тела, если в результате нагревания поток излучения увеличится в пять раз?

 107.Из смотрового окошка печи излучается поток энергии  4 кДж/мин. Определить температуру печи, если площадь окошка  8 см².

   108. Поток излучения абсолютно черного тела  10 кВт. Максимум энергии излучения приходится на длину волны  0,8 мкм. Определить площадь излучающей поверхности.

109. Как и во сколько раз изменится поток излучения абсолютно черного тела, если максимум энергии излучения переместится с красной границы видимого спектра (λ₁ = 780 нм) на фиолетовую (λ₂ = 390 нм)?

110.На пластинку падает монохроматический свет  0,42 мкм. Фототок прекращается при задерживающей разности потенциалов  0,95 В. Определить работу выхода электронов с поверхности пластины.

 111.На поверхность металла падают монохроматические лучи с длиной волны  150 нм. Красная граница фотоэффекта  200 нм. Какая доля энергии фотона расходуется на сообщение электрону максимальной кинетической энергии?

 112.Какова должна быть длина волны лучей, падающих на цинковую пластинку (А_вых = 4,2 эВ), чтобы максимальная скорость вылетевших фотоэлектронов была 1000 км/с?

 113.На фотоэлемент с катодом из цезия (А_вых = 1,8 эВ ) падают лучи света с длиной волн 100 нм. Найти наименьшее значение задерживающей разности потенциалов, которую необходимо приложить к фотоэлементу, чтобы прекратить фотоэмиссию электронов.

114. Вычислить энергию связи ядра дейтерия ₁Н² и трития ₁Н³.

115. Вычислить энергетический эффект Q реакции:

₄Be⁹ + ₂Не⁴  ® ₆С¹² + ₀n¹.

116.Вычислить энергетический эффект Q реакции:

₃Li⁶ + ₁H¹ ® ₂Не³ + ₂Не⁴.

 117.Какова наименьшая энергия, которую нужно затратить для расщепления ядра ₄Be⁹ на отдельные нуклоны?

 118.Найти во сколько раз отличается удельная энергия связи для ядер ₃Li⁷ и ₄Ве⁷.

 119.Найти минимальную энергию, которую необходимо затратить, чтобы удалить из ядра ₂Не⁴: 1) один нейтрон; 2) один протон. Объяснить, почему эти энергии различны.

 120.Определить дефект масс и энергию связи ядра, состоящего из четырех протонов и трех нейтронов.