Физика для студентов заочной формы обучения ЮСИЭПИ
- Для комментирования войдите или зарегистрируйтесь
Выполлним недорого контрольные для заочников по физике. Тонные готовых решений.
«ФИЗИКА»
для студентов заочной формы обучения по направлению 270800 «Строительство»
Задания к контрольной работе № 1
№ варианта соответствует номеру зачетной книжки студента. Например, № зачетной книжки – 06-зЭС-1-11, студент выполняет вариант 6, а если 24, то вариант 4
|
Вариант |
Номер задач |
|||||||
|
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
101 106 103 107 102 105 103 108 104 106
|
111 109 113 116 111 114 110 112 115 109 |
117 119 118 122 118 121 120 123 117 124 |
137 138 139 134 135 133 140 134 135 136 |
143 144 145 141 142 142 141 146 147 148 |
149 150 151 152 153 154 156 155 149 156 |
158 157 159 163 158 162 159 160 161 164 |
165 166 167 169 168 170 171 172 170 169 |
101. Точка движется по окружности радиусом R = 1,2 м. Уравнение движения точки φ=At+Bt3, где А=0,5 рад/с; B=0,2 рад/с3 Определить тангенциальное aτ, нормальное ап и полное а ускорения точки в момент времени t = 4 с.
102. Определить скорость υ и полное ускорение a точки в момент времени t = 2 с, если она движется по окружности радиусом R = 1 м согласно уравнению φ=At+Bt3, где A = 8 м/с; В= -1 м/с3; φ - криволинейная координата, отсчитанная от некоторой точки, принятой за начальную, вдоль окружности.
103. По прямой линии движутся две материальные точки согласно уравнениям: x1 =A1 + B1t + C1t2 и х2=A2 + B2t + C2t2, где A1 = 10 м; B = 1 м/с; С1 = - 2 м/с2; A2 = 3 м; В2 = 2 м/с; С2= 0,2 м/с2. В какой момент времени τ скорости этих точек будут одинаковы? Найти ускорение а1 и а2 этих точек в момент t=3 с.
104. Определить полное ускорение а в момент t = 3 с точки, находящейся на ободе колеса радиусом R = 0,5 м, вращающегося согласно уравнению φ = At+Bt3, где A = 2 рад/с; B= 0,2 рад/с3.
105. Точка движется по окружности радиусом R = 8 м. В некоторый момент времени нормальное ускорение точки аn = 4 м/с2, вектор полного ускорения а образует в этот момент с вектором нормального ускорения аn угол α = 60°. Найти скорость υ и тангенциальное ускорение аτ точки.
106. Точка движется по прямой согласно уравнению х=At+Bt3, где A = 6 м/с; B= - 0,125 м/с3. Определить среднюю путевую* скорость <υ> точки в интервале времени от t1=2 с до t2=6 с.
107. Материальная точка движется прямолинейно. Уравнение движения имеет вид х=At+Bt3, где A=3 м/с; B = 0,06 м/с3. Найти скорость υ и ускорение а точки в моменты времени t1= 0 и t2=3 с. Каковы средние значения скорости <υx> и ускорения <ax> за первые Зс движения?
108. Диск радиусом R=0,2 м вращается согласно уравнению φ=A+Bt+Ct3, где A=3 рад; B= -1 рад/с; С=0.1 рад/с3. Определить тангенциальное аτ, нормальное аn.и полное а ускорения точек на окружности диска для момента времени t= 10 с.
109. С высоты h = 2 м на стальную плиту свободно падает шарик массой m=200 г и подпрыгивает на высоту h1=0,5 м. Определить импульс р, полученный шариком при ударе.
110. При горизонтальном полете со скоростью υ=250 м/с снаряд массой m = 8 кг разорвался на две части. Большая часть массой m1 = 6 кг получила скорость u1=400 м/с в направлении полета снаряда. Определить модуль и направление скорости u2 меньшей части снаряда.
111. С тележки, свободно движущейся по горизонтальному пути со скоростью υ1=3 м/с, в сторону противоположную движению тележки, прыгает человек, после чего скорость тележки изменилась и стала равной u1 = 4 м/с. Определить горизонтальную составляющую скорости u2х человека при прыжке относительно тележки. Масса тележки m1 =210 кг, масса человека m2=70 кг.
112. Орудие, жёстко закрепленное на железнодорожной платформе, производит выстрел вдоль полотна железной дороги под углом α=30° к линии горизонта. Определить скорость u2 отката платформы, если снаряд вылетает со скоростью u1=480 м/с. Масса платформы с орудием и снарядами m2 = 18 т, масса снаряда m = 60 кг.
113. Две одинаковые лодки массами m=200 кг каждая (вместе с человеком и грузами, находящимися в лодках) движутся параллельными курсами навстречу друг другу с одинаковыми cкостями υ = 1 м/с. Когда лодки поравнялись, то с первой лодки на вторую и со второй на первую одновременно перебрасывают грузы массами m1 = 20 кг. Определить скорости u1 и u2 лодок после перебрасывания грузов.
114. Определить импульс р полученный енкой при ударе о нее шарика массой m = 300 г, если шарик двигался со скоростью υ = 8 м/с под углом α = 60° к плоскости стенки. Удар о стенку считать упругим.
115. На полу стоит тележка в виде длинной доски, снабженной легкими колесами. На одном конце доски стоит человек. Масса его m1=60 кг, масса доски m2=20 кг. С какой скоростью υ (относительно пола) будет двигаться тележка, если человек пойдет вдоль нее со скоростью (относительно доски) υ = 1 м/с? Массой колес пренебречь, трение не учитывать.
116. Снаряд, летевший со скоростью υ = 400 м/с, разорвался на два осколка. Меньший осколок, масса которого составляет 40 % от массы снаряда, полетел в противоположном направлении со скоростью u1 = 150 м/с. Определить скорость u2 большего осколка.
117. В подвешенный на нити длиной L = 1,8 м деревянный шар массой m = 8 кг попадает горизонтально летящая пуля массой m2 = 4 г. С какой скоростью летела пуля, если нить с шаром и застрявшей в нем пулей отклонилась от вертикали, на угол α=3°? Размером, шара пренебречь. Удар пула считать прямым, центральным.
118. По небольшому куску мягкого железа, лежащему на наковальне массой m1 = 300 кг, ударяет молот массой m2 = 8 кг. Определить к. п. д. η удаpa, если удар неупругий. Полезной считать энергию, затраченную на деформацию куска железа.
119. Шар массой m1 = l кг движется со скоростью υ1 = 4 м/с и сталкивается с шаром массой m2=2 кг, движущемся навстречу ему со скоростью υ2=3 м/с. Каковы скорости υl и υ2 шаров после удара? Удар считать абсолютно упругим, прямым, центральным.
120. Шар массой m1 = 3 кг движется со скоростью υ1 = 2 м/с и сталкивается с покоящимся, шаром массой m2=5 кг. Какая работа будет совершена при деформации шаров? Удар считать абсолютно неупругим, прямым, центральным.
121. Определить :к. п. д. η неупругого удара бойка массой m1 = 0,5 т, падающего на сваю массой m2= 120 кг. Полезной считать энергию, затраченную на вбивание сваи.
122. Шар массой m1 = 4 кг движется со скоростью. υ1 = 5 м/с и сталкивается шаром массой m2 = 6 кг, который движется ему навстречу со скоростью υ=2 м/с. Определить скорости u1 и u2 шаров после удара. Удар, считать абсолютно упругим, прямым, центральным.
123. Вагон массой m = 35 т движется на упор со скоростью υ = 0,2 м/с. При полном торможении вагона буферные пружины сжимаются на ΔL = 12 cм. Определить максимальную силу Fmax сжатия буферных пружин и продолжительность Δt торможения.
124. Шар массой m1 = 5 кг движется со скоростью υ1=l м/с и сталкивается с покоящимся шаром массой m2 = 2 кг. Определить скорости u1 и u2 шаров после удара. Удар считать абсолютно упругим, прямым, центральным.
125. Лодка длиной L = 3 м и массой m=120 кг стоит на спокойной воде. На носу и корме находятся два рыбака массами m1 = 60кг и m2 = 90 кг. На сколько сдвинется лодка относительно воды, если рыбаки поменяются местами?
126. Плот массой m1 = 150 кг и длиной L = 2 м плавает на воде. На плоту находится человек, масса которого m2 = 80 кг. С какой наименьшей скоростью υ и под каким углом α к плоскости горизонта должен прыгнуть человек вдоль плота, чтобы попасть на его противоположный край?
127. На покоящийся шар массой m1 = 5 кг налетает со скоростью υ2=5 м/с шар массой m2=3 кг. Направление движения второго шара изменилось на угол α = 45°. Определить скорости u1 и u2 шаров после удара, считая шары абсолютно-упругими.
128. Атом распадается на две части массами m1.=1.6*10-25 кг и m2 = 2.3*10-25 кг. Определить кинетические энергии Т1 и Т2 частей атома если их общая кинетическая энергия Т = 2,2*10-11Дж. Кинетической энергией и импульсом атома до распада пренебречь.
129. На сколько переместится относительно берега лодка длиной L=3,5 м и массой m1 = 200 кг, если стоящий на корме человек массой m2 = 80 кг переместится на нос лодки? Считать лодку расположенной перпендикулярно берегу.
130. С наклонной плоскости высотой h = 3 м соскальзывает без трения тело массой m = 0,5 кг. Определить изменение Δр импульса тела.
131. Шар массой m1 = 2 кг сталкивается с покоящимся шаром большей массы и при этом теряет 40 % кинетической энергии. Определить массу m2 большего шара. Удар считать абсолютно упругим, прямым, центральным.
132. Частица массой m1 = 4*10-20 г сталкивается с покоящейся частицей массой m2=4*10-19 г. Считать столкновение абсолютно упругим, определить максимальную относительную потерю энергии первой частицы.
133. Определить работу растяжения двух соединенных последовательно пружин жесткостями k1 = 400 Н/м и k2=250 Н/м, если первая пружина при этом растянулась на ΔL = 2 см.
134. Из ствола автоматического пистолета вылетела пуля массой m1 = 10 г со скоростью u = 300 м/с. Затвор пистолета массой m2 = 200 г прижимается к стволу пружиной, жесткость которой k = 25 кН/м. На какое расстояние отойдет затвор после выстрела? Считать что пистолет жестко закреплен.
135. Пружина жесткостью k = 500 Н/м сжата силой F = 100 H. Определить работу А внешней силы, дополнительно сжимающей эту пружину еще на ΔL = 2 см.
136. Две пружины жесткостью k1 = 0,5 кН/м и k2 = 1 кН/м скреплены параллельно. Определить потенциальную энергию П дайной системы при абсолютной деформации ΔL = 4 см.
137. Какую нужно совершить работу A, чтобы пружину жесткостью k = 800 Н/м, сжатую на х = 6 см, дополнительно сжать на Δx = 8 см?
138. Если на верхний конец вертикально расположенной спиральной пружины положить груз, то пружина сожмется на ΔL = Змм. На сколько сожмет пружину тот же груз, упавший на конец пружины с высоты h = 8 см?
139. Из пружинного пистолета с пружиной жесткостью h = 150 Н/м был произведен выстрел пулей массой m = 8 г. Определить скорость υ пули при вылете ее из пистолета, если пружина была сжата на Δx=4 см.
140. Налетев на пружинный буфер, вагон массой m=16 т, двигавшийся со скоростью υ = 0,6 м/с, остановился, сжав пружину на Δt = 8 см. Найти общую жесткость k пружин буфера.
141. Определить скорость поступательного движения сплошного цилиндра, скатившегося с наклонной плоскости высотой h = 20 см.
142. Тонкостенный цилиндр, масса которого m=12 кг, а диаметр основания D = 30 см, вращается согласно уравнению φ = A+Bt+Ct3, где A = 4 рад; B = -2 рад/с; С = 0,2 рад/с3. Определить действующий на цилиндр момент сил М в момент времени t = 3 с.
143. На обод маховика диаметром D = 60 см намотан шнур, к концу которого привязан груз массой m = 2 кг; Определить момент инерции J маховика, если он, вращаясь равноускоренно под действием силы тяжести груза, за время t = 3 с приобрел угловую скорость ω = 9 рад/с.
144. Нить с привязанными к ее концам грузами массой m1 =50 г и m2 = 60 г перекинута через блок диаметром D = 4 см.. Определить момент инерции J блока, если под действием силы тяжести грузов он получил угловое ускорение ε = 1,5 рад/с2.
145. Стержень вращается вокруг оси, проходящей через его середину согласно уравнению φ = At+Bt3, где А = 2 рад/с; В = 0,2 рад/с3. Определить вращающий момент M, действующий на стержень через t = 2 с после начала вращения, если момент инерции стержня J = 0,048 кг м2.
146. По горизонтальной плоской поверхности катится диск со скоростью υ = 8 м/с. Определить коэффициент сопротивления, если диск, будучи предоставленным самому себе, остановился, пройдя путь s= 18 м.
147. Определить момент силы M, который необходимо приложить к блоку, вращающемуся с частотой n=12 с-1, чтобы он остановился в течение времени Δt = 8 с. Диаметр блока D=30 см; Массу блока m = 6кг считать равномерно распределенной по ободу.
148. Блок, имеющий форму диска массой m = 0,4 кг, вращается под действием силы натяжения нити, к концам которой подвешены грузы массами m1 = 0,3 кг и m2 = 0,7 кг. Определить силы Т1 и T2 натяжения нити по обе стороны блока.
149. На краю платформы в виде диска, вращающегося по инерции вокруг вертикальной оси с частотой n1 = 8 мин-1, стоит человек массой m1 = 70 кг. Когда человек перешел в центр платформы, она стала вращаться с частотой n2=10 мин-1. Определить массу m2 платформы. Момент инерции человека рассчитывать как для материальной точки.
150. На краю неподвижной скамьи Жуковского диаметром D=0,8 м и массой m1 = 6 кг стоит человек массой m2 = 60 кг. С какой угловой скоростью ω начнет вращаться скамья, если человек поймает летящий на пего мяч массой m = 0,5 кг? Траектория мяча горизонтальна и проходит на расстоянии r=0,4 м от оси скамьи. Скорость мяча υ = 5 м/с.
151. Человек стоит на скамье Жуковского и держит в руках стержень вертикально вдоль оси вращения скамьи. Стержень служит осью вращения колеса, расположенного на верхнем конце стержня. Скамейка неподвижна, колесо вращается с частотой n1=15 с-1. С какой угловой скоростью ω2 будет вращаться скамья, если человек повернет стержень на угол φ=180° и колесо окажется на нижнем конце стержня? Суммарный момент инерции человека и скамьи J = 8 кг м2, радиус колеса R = 25.см. Массу m = 2,5 кг колеса можно считать равномерно распределенной по ободу. Считать, что центр масс человека с колесом находится на оси платформы.
152. На скамье Жуковского стоит человек и держит в руках стержень вертикально по оси вращения скамьи. Скамья с человеком вращается с угловой скоростью ω1= 4 рад/с. С какой угловой скоростью ω2 будет вращаться скамья с человеком, если повернуть стержень так, чтобы он занял горизонтальное положение? Суммарный момент инерции человека и скамьи J = 5 кг м2. Длина стержня l=1,8 м, масса m=б кг. Считать, что центр масс стержня с человеком находится на оси платформы.
153. Платформа в виде диска диаметром D = 3 м и массой m1 = 180 кг может вращаться вокруг вертикальной оси. С какой угловой скоростью ω1 будет вращаться эта платформа, если по ее краю пойдет человек массой t2 = 70 кг со скоростью υ= 1,8 м/с относительно платформы?
154. Платформа, имеющая форму диска, может вращаться около вертикальной оси. На краю платформы стоит человек. На какой угол φ повернется платформа, если человек пойдет вдоль края платформы и, обойдя ее, вернется в исходную (на платформе) точку? Масса платформы m1 = 280 кг, масса человека m2 = 80 кг. Момент инерции человека рассчитывать как для материальной точки.
155. Шарик массой m=60 г, привязанный к концу нити длиной L1 = l,2 м, вращается с частотой n1=2 c-1, опираясь на горизонтальную плоскость. Нить укорачивается, приближая шарик к оси вращения до расстояния L2 = 0,б м. С какой частотой n2 будет при этом вращаться шарик? Какую работу A совершает внешняя сила; укорачивая нить? Трением шарика о плоскость пренебречь.
156. По касательной к шкиву маховика в виде диска диаметром D = 75 см и массой m = 40кг приложена сила F= 1 кН. Определить угловое ускорение ε и частоту вращения n маховика через время t=10 с после начала действия силы, если радиус r шкива развей 12 см. Силой трения пренебречь.
157. Определить напряженность G гравитационного поля на высоте h =1000 км над поверхностью Земли. Считать известными ускорение g свободного падения у поверхности Земли и ее радиус R.
158. Какая работа А будет совершена силами гравитационного поля при падении на Землю тела массой m=2 кг: 1) с высоты h = 1000 км; 2) из бесконечности?
159. Из бесконечности на поверхность Земли падает метеорит массой m=30 кг. Определить работу A, которая при этом будет совершена силами гравитационного поля Земли. Ускорение свободного падения g и радиус R Земли считать известными.
160. С поверхности Земли вертикально вверх пущена ракета со скоростью υ = 5 км/с. На какую высоту она поднимается?
161. По круговой орбите вокруг Земли обращается спутник с периодом Т=65 мин. Определить высоту спутника. Ускорение свободного падения g и радиус Земли R считать известными.
162. На каком расстоянии от центра Земли находится точка, в которой напряженность суммарного гравитационного поля Земли и Луны равна нулю? Принять, что масса Земли в 81 раз больше массы Луны и что расстояние от центра Земли до центра Луны равно 60 радиусам Земли.
163. Спутник обращается вокруг Земли по круговой орбите на высоте h = 520 км. Определить период обращения спутника. Ускорение свободного падения g и радиус Земли R считать известными.
164. Определить линейную и угловую скорости спутника Земли, обращающегося по круговой орбите на высоте h = 1000 км. Ускорение свободного падения g и радиус Земли R считать известными.
165. Определить возвращающую силу F в момент времени t = 0,2 с и полную энергию Е точки массой m = 20 г, совершающей гармонические колебания согласно уравнению х = A sin ωt, где A = 15 см;.ω=4πс-1.
166.Определить период Т колебаний стержня длиной L=30 см около горизонтальной оси, перпендикулярной стержню и проходящей через его конец.
167; Определить максимальное ускорение amax материальной точки, совершающей гармонические колебания с амплитудой A=15 см, если наибольшая скорость точки, υmax = 30 см/с. Написать также уравнение колебаний.
168. Точка совершает гармонические колебания, уравнение которых х = A sin ωt, где A=5 см; ω = 2 с-1. В момент времени, когда точка обладала потенциальной энергией П==0,1 мДж, на нее действовала возвращающая сила F = + 5 мН. Найти этот момент времени t и соответствующую ему фазу φ колебаний.
169. Определить частоту -υ гармонических колебаний диска радиусом R=20 см около горизонтальной оси, проходящей через середину радиуса диска перпендикулярно его плоскости.
170. Определить период Т гармонических колебаний диска радиусом R = 40 см около горизонтальной оси, проходящей через образующую диска.
171. На стержне длиной L=30 см укреплены два одинаковых грузика: один - в середине стержня, другой - на одном из его концов. Стержень с грузиками колеблется около горизонтальной оси, проходящей через свободный конец стержня. Определить приведенную длину L и период Т гармонических колебаний. Массой стержня пренебречь.
172. Найти максимальную кинетическую энергию Тmax материальной точки массой m = 2 г, совершающей гармонические колебания с амплитудой А = 4 см и частотой υ = 5 Гц.
173. Точка участвует одновременно в двух взаимно перпендикулярных колебаниях, уравнения которых x=A1 sin ω1t и у = A2 cos ω2t, где A1 = 8 см; A2=4 см; ω1 = ω2=2 с-1. Написать уравнение траектории и построить ее. Показать направление движения точки.
174. Складываются два колебания одинакового направления и одинакового периода: x1=A1, sin ω1t и x2=A2 sin ω 2(t+τ), где A1 =A2 = 3 см; ω1= ω 2 = π с-1; τ = 0,5 с. Определить амплитуду А и начальную фазу φ результирующего колебания. Написать его уравнение. Построить векторную диаграмму для момента времени t = 0.
175. Материальная точка участвует одновременно в двух взаимно перпендикулярных колебаниях, происходящих согласно уравнениям: x=A1 cos ω1t и у = A2 sin ω2t где А1=2 см; ω1=2 c-1; A2=4 см; ω2=2с-1. Определить траекторию точки. Построить траекторию с соблюдением масштаба, указать направление движения, точки.
176. Точка совершает одновременно два колебания, происходящих по взаимно перпендикулярным направлениям и выражаемых уравнениями: x=A1 sin ω1t и у = A2 cos ω2t, где А1 = 2 см; ω1 = l см-1; A2=2 см; ω2=2 с-1. Найти уравнение траектории, построить ее с соблюдением масштаба и указать направление движения точки.
177. Точка участвует в двух взаимно перпендикулярных колебаниях, выражаемых уравнениями: x=A1 cos ω1t и у = A2 sin ω2t, где A1=4 см; A2=6 см; ω1 = 2ω2. Найти уравнение, траектории точки и построить ее; показать направление движения точки.
178. Две точки находятся на прямой, вдоль которой распространяются волны со скоростью υ=10 м/с. Период колебаний T=0,2с, расстояние между точками Δx=1м. Найти разность фаз Δφ колебаний в этих точках.
179; Материальная точка участвует в двух колебаниях, проходящих по одной прямой и выражаемых уравнениями: x=A1 sin ω1t и x2 = A2 cos ω2t, где A1 = 3 см; A2=4 см; ω1 = ω2 =2 с-1. Найти амплитуду A сложного движения, его частоту υ и начальную фазу φ0; написать уравнение движения. Построить векторную диаграмму для момента времени t = 0.
180. Определить скорость υ распространения волн в упругой среде, если разность фаз Δφ колебаний двух .точек, отстоящих друг от друга на Δx=15 см, равна π/2. Частота колебаний υ=25 Гц.
Задания к контрольной работе № 2
ТАБЛИЦЫ ВАРИАНТОВ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ 2
|
Вариант |
Номера задач |
|||||||
|
0 |
204 |
209 |
225 |
233 |
249 |
259 |
269 |
273 |
|
1 |
202 |
212 |
226 |
234 |
250 |
257 |
270 |
275 |
|
2 |
207 |
211 |
227 |
235 |
255 |
258 |
268 |
274 |
|
3 |
208 |
213 |
228 |
236 |
251 |
262 |
272 |
279 |
|
4 |
202 |
214 |
230 |
237 |
252 |
260 |
269 |
280 |
|
5 |
204 |
216 |
229 |
238 |
253 |
263 |
268 |
274 |
|
6 |
205 |
209 |
230 |
239 |
251 |
261 |
266 |
276 |
|
7 |
201 |
212 |
232 |
240 |
254 |
262 |
265 |
278 |
|
8 |
203 |
215 |
231 |
235 |
255 |
264 |
267 |
279 |
|
9 |
206 |
210 |
232 |
239 |
256 |
261 |
271 |
280 |
201. Определить количество вещества ν и число N молекул кислорода массой m = 0,5 кг.
202. Сколько атомов содержится в ртути: 1) количеством вещества ν = 0,2 моль; 2) массой m=1 г?
203. Вода при температуре t = 4°С занимает объем V=1 см3. Определить количество вещества ν и число N молекул воды.
204. Найти молярную массу М и массу mм одной молекулы поваренной соли.
205. Определить массу mм одной молекулы углекислого газа.
206. Определить концентрацию n молекул кислорода, находящегося в сосуде объемом V = 2 л. Количество вещества ν кислорода равно 0,2 моль.
207. Определить количество вещества ν водорода, заполняющего сосуд объемом V = 3 л, если концентрация молекул газа в сосуде n = 2-10.13 м-3.
208. В баллоне объемом V=3 л содержится кислород массой m=10 г. Определить концентрацию n молекул газа.
209. Баллон объемом V = 20 л заполнен азотом при температуре T = 400 К. Когда часть газа израсходовали, давление в баллоне понизилось на Δp = 200 кПа. Определить массу m израсходованного азота. Процесс считать изотермическим.
210. В баллоне объемом V = 15 л находится аргон под давлением p1 = 600 кПа и температуре T1 = 300 К. Когда из баллона было взято некоторое количество газа, давление в баллоне понизилось до р2 = 400 кПа, а температура установилась T2 = 2б0 К. Определить массу m аргона взятого из баллона.
211. Два сосуда одинакового объема содержат кислород. В одном сосуде давление p1 = 2 МПа и температура T1 = 800 К, в другом p2 = 2,5 МПа, T2 = 200 К. Сосуды соединили трубкой и охладили находящийся в них кислород до температуры T = 200 К. Определить установившееся в сосудах давление р.
212. Вычислить плотность ρ азота, находящегося в баллоне под давлением р = 2 МПа и имеющего температуру T = 400 К.
213. Определить относительную молекулярную массу Мr газа, если при температуре T = 154 К и давлении р = 2,8 МПа он имеет плотность ρ = 6,1 кг/м3.
214. Найти плотность ρ азота при температуре T = 400 К давлении р = 2 МПа.
215. В сосуде объемом V = 40 л находится кислород при температуре T = 300 К. Когда часть газа израсходовали, давление в баллоне понизилось на Δр = 100 кПа. Определить массу m израсходованного кислорода. Процесс считать изотермическим.
216. Определить плотность р водяного пара, находящегося под давлением р = 2,5 кПа и имеющего температуру T = 250 К.
217. Количество вещества ν кислорода равно 0,5 моль. Определить внутреннюю энергию U водорода, а также среднюю кинетическую энергию <ε> молекулы этого газа при температуре T = 300 К.
218. Один баллон объемом V1 = 10 л содержит кислород под давлением р1 = 1,5 МПа, другой баллон объемом V2 = 22 л содержит азот под давлением р2=0,6 МПа. Когда баллоны соединили между собой, оба газа смешались, образовав однородную смесь (без изменения температуры). Найти парциальные давления р1 и р2 обоих газов в смеси и полное давление р смеси.
219. Смесь водорода и азота общей массой m = 290 г при температуре T = 600 К и давлении р = 2,46 МПа занимает объем V = 30 л. Определить массу m1 водорода и массу m2 азота.
220. В баллоне объемом V = 22,4 л находится водород при нормальных условиях. После того как в баллон было дополнительно введено некоторое, количество гелия, давление в баллоне возросло до р = 0,25 МПа, а температура не изменилась. Определить массу m гелия, введенного в баллон.
221. Смесь состоит из водорода с массовой долей ω1 = 1/9 и кислорода с массовой долей ω2 = 8/9. Найти плотность ρ такой смеси газов при температуре T = 300 К и давлении ρ = 0,2 МПа.
222. Смесь кислорода и азота находится в сосуде под давлением р = 1,2 МПа. Определить парциальные давления р1 и р2 газов, если массовая доля ω кислорода в смеси равна 20 %.
223. В сосуде объемом V = 10 л при температуре T = 450 К находится смесь азота массой m1 = 5 г и водорода массой m2 = 2 г. Определить давление р смеси.
224. Смесь азота с массовой долей ω1 = 87,5 % и водорода с массовой долей ω2 = 12,5 % находится в сосуде объемом V = 20 л при температуре T = 560 К. Определить давление р смеси, если масса m смеси равна 8г.
225. Определить суммарную кинетическую энергию Ек поступательного движения всех молекул газа, находящегося в сосуде объемом V = 3 л под давлением р = 540 кПа.
226. Количество вещества гелия υ = l,5 моль, температура T = 120 К. Определить суммарную кинетическую энергию Ек поступательного движения всех молекул этого газа.
227. Молярная внутренняя энергия Um некоторого двухатомного газа равна 6,02 кДж. Определить среднюю кинетическую энергию <εвр> вращательного движения одной молекулы этого газа. Газ считать идеальным.
228. Определить среднюю кинетическую энергию <ε> одной молекулы водяного пара при температуре T = 500 К.
229. Определить среднюю квадратичную скорость υкв молекулы газа, заключенного в сосуд объемом V = 2 л под давлением р = 200 кПа. Масса газа m = 0,3 г.
230. Водород находится при температуре T = 300 К. Найти среднюю кинетическую энергию <εвр> вращательного движения одной молекулы, а также суммарную кинетическую энергию Eк всех молекул этого газа; количество вещества водорода ν = 0,5 моль.
231. При какой температуре средняя кинетическая энергия <епост> поступательного движения молекулы газа равна 4,14*10-21 Дж?
232. В азоте взвешены мельчайшие пылинки, которые движутся так, как если бы они были очень крупными молекулами. Масса m каждой пылинки равна 6*10-10 г. Газ находится при температуре K = 400 К. Определить средние квадратичные скорости <υкв>, а также средние кинетические энергии <εпост> поступательного движения молекулы азота и пылинки.
233. Определить показатель адиабаты γ идеального газа, который при температуре T = 356 К и давлении р = 0,4 МПа занимает объем V = 300 л и имеет теплоемкость cv = 857 Дж/К.
234. Определить относительную молекулярную массу Mr и молярную массу М газа; если разность его удельных теплоемкостей cр - cv = 2,08 кДж/(кг*К).
235. В сосуде объемом V = 6 л находится при нормальных условиях двухатомный газ. Определить теплоемкость cv этого газа при постоянном объеме.
236. Определить молярные теплоемкости газа, если его удельные теплоемкости cv = 10,4 КДж/(кг*К) и ср = 14,6 КДж/(кг-К).
237. Найти удельные сv и ср и молярные Сv и Ср теплоемкости азота и гелия.
238. Вычислить удельные теплоемкости газа, зная, что его молярная масса М = 4*10 -3 кг/моль и отношение теплоемкостей Ср/Сv = 1,67.
239. Трехатомный газ под давлением р = 240 кПа и температуре t = 20°С занимает объем V = 10 л. Определить теплоемкость Ср этого газа при постоянном давлении.
240. Одноатомный газ при нормальных условиях занимает объем V = 5 л. Вычислить теплоемкость Cv этого газа при постоянном объеме.
241. Определить молярные тёплоемкости Сv и Ср смеси, двух газов - одноатомного и двухатомного. Количество вещества ν1 - одноатомного и ν2 - двухатомного газов соответственно равны 0,4 и 0,2 моль.
242. Определить, удельные теплоемкости сv и ср водорода, в котором половина молекул распалась на атомы.
243. В сосуде находится смесь двух газов - кислорода массой m1 = 6 г и азота массой m2 = 3 г. Определить удельные теплоемкости Cv и Ср такой смеси.
244. Смешан одноатомный газ, количество вещества которого ν1 = 2 моль, с трехатомным газом, количество вещества которого ν2 = 3 моль. Определить молярные теплоемкости Сv и Cр этой смеси.
245.
5. Смесь двух газов состоит из гелия массой m1 = 5 г и водорода массой m2 = 2 г. Найти отношении теплоемкостей Cp/Cv этой смеси.
246. Найти молярные теплоемкости Сv и Ср смеси кислорода массой m1 = 2,5 г и азота массой m2 = 1 г.
247. Относительная молекулярная масса газа Mr = 30, показатель адиабаты γ = 1,40. Вычислить удельные теплоемкости сv и сp этого газа.
248. Какая часть молекул двухатомного газа распалась на атомы, если показатель адиабаты у образовавшейся смеси равен 1,5?
249. Найти среднее число <z> столкновений за время t = 1 с и длину свободного пробега <l> молекулы гелия, если газ находится под давлением р = 2 кПа при температуре T = 200 К.
250. Найти среднюю длину свободного пробега <l> молекулы азота в сосуде объемом V = 5 л. Масса газа m = 0,5 г.
251. Водород находится под давлением р = 20 мкПа и имеет температуру T = 300 К. Определить среднюю длину свободного пробега. <l> молекулы такого газа.
252. При нормальных условиях длина свободного пробега <l> молекулы водорода равна 0,160 мкм. Определить диаметр d молекулы водорода.
253. Какова средняя арифметическая скорость <υ> молекул кислорода при нормальных условиях, если известно, что средняя длина свободного пробега <l> молекулы кислорода при этих условиях равна 100 нм.
254. Кислород находится под давлением р = 133 нПа при температуре T = 200 К. Вычислить среднее число <z> столкновений молекулы кислорода при этих условиях за время τ = 1 с.
255. Водород массой m = 2 г занимает объем V = 2,5 л. Определить среднее число <z> столкновений молекулы водорода за время τ = 1 с.
256. Средняя длина свободного пробега <l> молекулы водорода при некоторых условиях равна 2 мм. Найти плотность р водорода при этих условиях.
257. При адиабатном сжатии давление воздуха было увеличено от р1 = 50 кПа до р2 =0,5 МПа. Затем при неизменном объеме температура воздуха была понижена до первоначальной. Определить давление р3 газа в конце процесса.
258. Кислород массой m = 200 г занимает объем V1 = 100 л и находится под давлением p1 = 200 кПа. При нагревании газ расширился при постоянном давлении до объема V2 = 300 л, а затем его давление возросло до р3 = 500 кПа при неизменном объеме. Найти изменение внутренней энергии ΔU газа, совершенную им работу А и теплоту Q, переданную газу. Построить график процесса.
259. Объем водорода при изотермическом расширении (T = 300 К) увеличился в n = 3 раза. Определить работу A, совершенную газом, и теплоту Q, полученную им при этом. Масса m водорода равна 200 г.
260. Водород массой m = 40 г, имевший температуру T = 300 К, адиабатно расширился, увеличив объем в n1 = 3 раза. Затем при изотермическом сжатии объем газа уменьшился в n2 = 2 раза. Определить полную работу A, совершенную газом, и конечную температуру T газа.
261. Азот массой m = 0,1 кг был изобарно нагрет от температуры T1 = 200 К до температуры T2 = 400 К. Определить работу A, со вершенную газом, полученную им теплоту Q и изменение ΔU внутренней энергии азота.
262. Кислород массой m = 250 г, имевший температуру T1 = 200 К, был адиабатно сжат. При этом была совершена работа A = 25 кДж. Определить конечную температуру Т газа.
263. Во сколько раз увеличится объем водорода, содержащий количество, вещества υ = 0,4 моль при изотермическом расширении, ее и при этом газ получит теплоту Q = 800 Дж? Температура водорода Т = 300 К.
264. В баллоне при температуре T1 = 145 К и давлении р1 = 2 МПа находится кислород. Определить температуру T2 и давление p2 кислорода после того, как из баллона будет очень быстро выпущена половина газа.
265. Определить работу А2 изотермического сжатия газа, совершающего цикл Карно, к.п.д. которого η = 0,4, если работа изотермического расширения равна A1 = 8 Дж.
266 Газ, совершающий цикл Карно, отдал теплоприемнику теплоту Q2= 14 кДж. Определить температуру Т1 теплоотдатчика, если при температуре теплоприемника T2 = 280 К работа цикла А = 6 кДж.
267. Газ, являясь рабочим веществом в цикле Карно, получил от теплоотдатчика теплоту Q1 = 4,38 кДж и совершил работу A = 2,4 кДж. Определить температуру теплоотдатчика, если температура теплоприемника T2 = 273 К.
268. Газ, совершающий цикл Карно, отдал теплоприемнику 67 % теплоты, полученной от теплоотдатчика. Определить температуру Т2 теплоприемника, если температура теплоотдатчика Т1 = 430 К.
269. Во сколько раз увеличится коэффициент полезного действия η цикла Карно при повышении температуры теплоотдатчика от T’1 = 380 К до T”1 = 560 К? Температура теплоприемника T2 = 280 К.
270. Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. Температура 71 теплоотдатчика равна 500 К, температура теплоприемника T2 = 250 К. Определить термический к.п.д. η цикла, а также работу А1 рабочего вещества при изотермическом расширении, если при изотермическом сжатии совершена работа A2 = 70 Дж.
271. Газ, совершающий цикл Карно, получает теплоту Q1 = 84 кДж. Определить работу А газа, если температура T1 теплоотдатчика в три раза выше температуры Т2 теплоприемника.
272. В цикле Карно газ получил от теплоотдатчика теплоту Q1 = 500 Дж и совершил работу А = 100 Дж. Температура теплоотдатчика T1 = 400 К. Определить температуру Т2 теплоприемника.
273. Найти массу m воды, вошедшей в стеклянную трубку с диаметром канала d = 0,8 мм, опущенную в воду на малую глубину. Считать смачивание полным.
274. Какую работу А надо совершить при выдувании мыльного пузыря, чтобы увеличить его объем от V1 = 8 см3 до V2 = 16 см3? Считать процесс изотермическим.
275. Какая энергия Е выделится при слиянии двух капель ртути диаметром d1 = 0,8 мм и d2 = l,2 мм в одну каплю?
27б. Определить давление р внутри воздушного пузырька диаметром d = 4 мм, находящегося в воде у самой ее поверхности. Атмосферное давление считать нормальным.
277. Пространство между двумя стеклянными параллельными пластинками с площадью поверхности S = 100 см2 каждая, расположенными на расстоянии L = 20 мкм друг от друга, заполнено водой.
Определить силу F прижимающую пластинки друг к другу. Считать мениск вогнутым с диаметром d, равным расстоянию между пластинками
278. Глицерин поднялся в капиллярной трубке диаметром канала d = 1мм на высоту h = 20 мм. Определить поверхностное натяжение α глицерина. Считать смачивание полным.
279. В воду опущена на очень малую глубину стеклянная трубка диаметром канала d = 1мм. Определить массу m воды, вошедшей в трубку.
280. На сколько давление p воздуха внутри мыльного пузыря больше нормального атмосферного давления p0 , если диаметр пузыря d = 5мм?
- Для комментирования войдите или зарегистрируйтесь
Контакты - помощь студентам
Пн - Вскр 900-2200
39-58-68-649
bovaliservice
zakaz [at] reshuzadachi [dot] ru
+375 29 2560343
+7 965 1438010Готовые решения задач
Сотрудничество
Вниманию авторов студенческих работ! Приглашаем к долгосрочному и взаимовыгодному сотрудничеству кандидатов наук, аспирантов, инженеров и других специалистов. Горячие вакансии: геодезия, термех и сопромат строительного профиля БНТУ, спецпредметы БГИУР (проектирование РЭС, СВЧ, антенны) и другие. Ждем ваше резюме...
Помощь заочникам
Готовые решения задач, дополнительные шпаргалки, методички, находятся в свободном доступе тут
Задания к контрольной работе № 3
Вариант
Номера задач
0
307
319
325
339
344
353
372
380
1
305
324
326
337
341
350
370
377
2
302
318
332
338
345
351
369
378
3
306
320
329
335
346
353
372
376
4
304
323
331
333
344
349
368
377
5
305
322
329
334
348
356
366
375
6
302
318
330
338
343
354
367
379
7
303
321
327
335
341
350
368
373
8
308
323
325
340
347
355
365
374
9
301
317
328
336
342
352
371
376
№ варианта контрольной работы выбирается по номеру зачетной книжки. Например, у студента № зачетной книжки 56-зЭС-1-12, он должен решить задачи варианта 6.
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 3
301. Точечные заряды Q1 = 20 мкКл, Q2 = -10 мкКл находятся, на расстоянии d = 5 см друг от друга. Определить напряженность поля в точке, удаленной на r1 = 3 см от первого и r2 = 4 см от второго заряда. Определить также силу F, действующую в этой точке на точечный заряд Q = l мкКл.
302. Три одинаковых точечных заряда Q1 = Q2 = Q3 = 2 нКл находятся в вершинах равностороннего треугольника со стороной a = 10 см. Определить модуль и направление силы F, действующей на один из зарядов со стороны двух других.
303. Два положительных, точечных заряда Q и 9Q закреплены на расстоянии l = 100 см друг от друга. Определить, в какой точке на прямой, проходящей через заряды, следует поместить третий заряд так, чтобы он находился в равновесии. Указать, какой знак должен иметь этот заряд для того, чтобы равновесие было устойчивым, если перемещения заряда возможны только вдоль прямой, проходящей через закрепленные заряды.
304. Два одинаковых заряженных шарика подвешены в одной точке на нитях одинаковой длины. При этом нити разошлись на угол α. Шарики погружаются в масло. Какова плотность ρ0 масла, если угол расхождения нитей при погружении шариков в масло остается неизменным? Плотность материала шариков ρ = 1,5*103 кг/м3, диэлектрическая проницаемость масла ε = 2,2.
305. Четыре одинаковых заряда Q1 = Q2 = Q3 = Q4 = 40 нКл закреплены в вершинах квадрата со стороной α = 10 см. Найти силу F, действующую на один из этих зарядов со стороны трех остальных.
306. В вершинах квадрата находятся одинаковые заряды Q1 = Q2 = Q3 = Q4 = 8*10-10 Кл. Какой отрицательный заряд Q нужно поместить в центре квадрата, чтобы сила взаимного отталкивания положительных зарядов была уравновешена силой притяжения отрицательного заряда?
307. На расстоянии d = 20 см находятся два точечных заряда Q1 = - 50 нКл и Q2 = 100 нКл. Определить силу F, действующую на заряд Qз = - 10 нКл, удаленный от обоих зарядов на одинаковое расстояние, равное d.
308. Расстояние d между двумя точечными зарядами Q1 = 2 нКл и Q2 = 4 нКл равно 60 см. Определить точку, в которую нужно поместить третий заряд Q3 так, чтобы система зарядов находилась в равновесии. Определить размер и знак заряда. Устойчивое или неустойчивое будет равновесие?
309. На тонком кольце равномерно распределен заряд с линейной плотностью заряда τ = 0,2 кНл/см. Радиус кольца R = 15 см. На срединном перпендикуляре к плоскости кольца находится точечный заряд Q = 10 нКл. Определить силу F, действующую на точечный заряд со стороны заряженного кольца, если он удален от центра кольца на: 1) a1 = 20 см; 2) a2 = 10 м.
310. По тонкой нити, изогнутой по дуге окружности радиусом R = 10 см, равномерно распределен заряд Q = 20 нКл. Определить напряженность Е поля, создаваемого этим зарядом в точке, совпадающей с центром кривизны дуги, если длина нити равна четверти длины окружности.
311. Определить напряженность Е поля, создаваемого зарядом, равномерно распределенным по тонкому прямому стержню с линейной плотностью заряда τ = 200 нКл/м, в точке, лежащей на продолжении оси стержня на расстоянии а = 20 см от ближайшего конца. Длина стержня l = 40 см.
312. На продолжении оси тонкого прямого стержня, равномерно заряженного с линейной плотностью заряда τ = 15 нКл/см, на расстоянии а = 40 см от конца стержня находится точечный заряд Q = 10 мкКл. Второй конец стержня уходит в бесконечность. Определить силу взаимодействия стержня и заряда Q.
313. По тонкому кольцу радиусом R = 10 см равномерно распределен заряд Q1 = 20 нКл. Какова напряженность Е поля в точке, находящейся на оси кольца на расстоянии а = 20 см от центра кольца?
314. Два длинных, тонких равномерно заряженных (τ = 1 мкКл/м) стержня расположены перпендикулярно друг другу так, что точка пересечения их осей находится на расстоянии а = 10 см и b = 15 см от ближайших концов стержней. Найти силу F, действующую на заряд Q = 10 нКл, помещенный в точку Пересечения осей стержней.
315. Тонкое полукольцо радиусом R = 20 см несет равномерно распределенный заряд Q1 = 2 мкКл. Определить силу F, действующую на точечный заряд Q2 = 40 нКл, расположенный в центре кривизны полукольца.
316. Определить напряженность Е поля, создаваемого тонким длинным стержнем, равномерно заряженным с линейной плотностью заряда τ = 20 мкКл/м в точке, находящейся на расстоянии а = 2 см от стержня, вблизи его середины.
317. Параллельно бесконечной плоскости, заряженной с поверхностной плотностью заряда σ = 4 мкКл/м2, расположена бесконечно длинная прямая нить, заряженная с линейной плотностью заряда τ = 100 нКл/м. Определить силу F, действующую со стороны плоскости на отрезок нити длиной l = 1 м.
318. Две одинаковые круглые пластины площадью 5 = 400 см2 каждая расположены параллельно друг другу. Заряд одной пластины Q1 = 400 нКл, другой Q2=-200 нКл. Определить силу F взаимного протяжения пластин, если расстояние между ними: а) r1 = 3 мм; б) r2 = 10 м.
319. На бесконечном тонкостенном цилиндре диаметром d = 20 см равномерно распределен заряд с поверхностной плотностью σ = 4 мкКл/м2. Определить напряженность поля в точке, отстоящей от поверхности цилиндра на а = 15 см.
320. С какой силой (на единицу площади) взаимодействуют две бесконечные параллельные плоскости, заряженные с одинаковой поверхностной плотностью заряда σ = 5 мкКл/м2?
321. Две длинные прямые параллельные нити находятся на расстоянии d = 5 см друг от друга. На нитях равномерно распределены заряды с линейными плотностями заряда τ1 = - 5 нКл/см и τ2 = 10 нКл/см. Определить напряженность Е электрического поля и точке, удаленной от первой нити на расстояние r1 = 3 см и от второй на расстояние r2 = 4 см.
322. К бесконечной равномерно заряженной вертикальной плоскости подвешен на нити одноименно заряженный шарик массой m = 50 мг и зарядом Q = 0,6 нКл. Сила натяжении нити, на которой висит шарик, F = 0,7 мН. Найти поверхностную плотность заряда σ на плоскости.
323. С какой силой (на единицу длины) взаимодействуют две заряженные бесконечно длинные параллельные нити с одинаковой линейной плотностью заряда τ = 20 мкКл/м, находящиеся на расстоянии r = 10 см друг от друга?
324. Поверхностная плотность заряда σ бесконечно протяженной вертикальной плоскости равна 400 мкКл/м2. К плоскости на нити подвешен заряженный шарик массой m = 10 г. Определить заряд Q шарика, если нить образует с плоскостью угол φ = 30°.
325. Определить потенциальную энергию W системы двух точечных зарядов Q1 = 400 нКл и Q2 = 20 нКл, находящихся на расстоянии г = 5 см друг от друга.
326. Две параллельные заряженные плоскости, поверхностные плотности заряда которых σ1 = 2 мкКл/м2 и σ2 = - 0,8 мкКл/м2, находятся на расстоянии d = 0,6 см друг от друга. Определить разность потенциалов U между плоскостями.
327. Поле образовано бесконечной равномерно заряженной плоскостью с поверхностной плотностью заряда σ = 40 нКл/м2. Определить разность потенциалов U двух точек поля, отстоящих от плоскости на r1 = 15 см и r2 = 20 см.
328. Четыре одинаковых капли ртути, заряженных до потенциала φ = 10 В, сливаются в одну. Каков потенциал φ1 образовавшейся капли?
329. Тонкий стержень согнут в кольцо радиусом R = 10 см. Он равномерно заряжен с линейной плотностью заряда τ = 800 нКл/м. Определить потенциал φ в точке, расположенной на оси кольца на расстоянии h = 10 см от его центра.
330. Поле образовано точечным диполем с электрическим моментом р = 200 нКл·м. Определить разность потенциалов U двух точек поля, расположенных симметрично относительно диполя на его оси на расстоянии r = 40 см от центра диполя.
331. Электрическое поле образовано бесконечно длинной заряженной нитью, линейная плотность заряда которой τ = 20 нКл/м. Определить разность потенциалов U двух точек поля, отстоящих от нити на расстоянии r1 = 8 см и r2 = 12 см.
332. Тонкая квадратная рамка равномерно заряжена с линейной плотностью заряда τ = 200 нКл/м, Определить потенциал φ поля в точке пересечения диагоналей.
333. Пылинка массой m = 200 мкг, несущая на себе заряд Q = 40 нКл, влетела в электрическое поле в направлении силовых линий. После прохождения разности потенциалов U = 200 В пылинка имела скорость ν0 = 10 м/с. Определить скорость v пылинки до того, как она влетела в поле.
334. Электрон, обладавший кинетической энергией. T = 10 эВ, влетел в однородное электрическое поле в направлении силовых линий поля. Какой скоростью будет обладать электрон, пройдя в этом поле разность потенциалов U = 8 В?
335. Найти отношение скоростей ионов Cu++ и K+, прошедших одинаковую разность потенциалов.
336. Электрон с энергией Т = 400 эВ (в бесконечности) движется вдоль силовой линии по направлению к поверхности металлической заряженной сферы радиусом R = 10 см. Определить минимальное расстояние а, на которое приблизится электрон к поверхности сферы, если заряд ее Q = - 10 нКл.
337. Электрон, пройдя в плоском конденсаторе путь от одной пластины до другой, приобрел скорость υ = 105 м/с. Расстояние между пластинами d = 8 мм.
Найти:
1)разность потенциалов U между пластинами;
2)поверхностную плотность заряда σ на пластинах.
338. Пылинка массой m = 5 нг, несущая на себе N = 10 электронов, прошла в вакууме ускоряющую разность потенциалов U = 1 мВ, Какова кинетическая энергия Т пылинки? Какую скорость υ приобрела пылинка?
339. Ион атома лития Li+ прошел разность потенциалов U = 400 В, ион атома натрия Na+ — разность потенциалов U2 = 300 В. Найти отношёние скоростей этих ионов.
340. При бомбардировке неподвижного ядра калия α-частицей сила отталкивания между ними достигла F = 100 Н. На какое наименьшее расстояние приблизилась α-частица к ядру атома калия? Какую скорость υ имела α-частица вдали от ядра? Влиянием электронной оболочки атома калия пренебречь.
341. Расстояние между пластинами плоского конденсатора d = 2 мм, разность потенциалов U = 600 В. Заряд каждой пластины Q = 40 нКл. Определить энергию W поля конденсатора и силу F взаимного притяжения пластин.
342. Два одинаковых плоских воздушных конденсатора емкостью С = 100 пФ каждый соединены в батарею последовательно. Определить, насколько изменится емкость С батареи, если пространство между пластинами одного из конденсаторов заполнить парафином.
343. Два конденсатора емкостью C1 = 5 мкФ и С2 = 8 мкФ соединены последовательно и присоединены к батарее с ЭДС ε = 80 В. Определить заряды Q1 и Q2 конденсаторов и разности потенциалов U1 и U2 между их обкладками.
344. Плоский конденсатор состоит из двух круглых пластин радиусом К=10 см каждая. Расстояние между пластинами d = 2мм. Конденсатор присоединен к источнику напряжения U = 80 В. Определить заряд Q и напряженность Е поля конденсатора в двух случаях: а) диэлектрик — воздух; б) диэлектрик - стекло.
345. Два одинаковых плоских воздушных конденсатора соединены последовательно в батарею, которая подключена к источнику тока с ЭДС ε = 12 В. Определить, насколько, изменится напряжение на одном из конденсаторов, если другой погрузить в трансформаторное масло.
346. Два металлических шарика радиусами R1 = 5 см и R2 = 10см имеют заряды Q1 = - 10 нКл и Q2 = - 20 нКл соответственно. Найти энергию W, которая выделится при разряде, если шары соединить проводником.
347. Пространство между пластинами плоского, конденсатора заполнено двумя слоями диэлектрика: стекла толщиной d1 = 0,2 см и слоем парафина толщиной d2 = 0,3 см. Разность потенциалов между обкладками U = 300 В. Определить напряженность Е поля и падение потенциала в каждом из слоев.
348. Плоский конденсатор с площадью пластин S = 200 см2 каждая заряжен до разности потенциалов U = 2 кВ. Расстояние между пластинами d = 2 см. Диэлектрик — стекло. Определить энергию W поля конденсатора и плотность ω энергии поля.
349. Катушка и амперметр соединены последовательно и подключены к источнику тока. К клеммам катушки присоединен вольтметр с сопротивлением r = 4 кОм. Амперметр показывает силу тока I = 0,3 А, вольтметр - напряжение U = 120 В. Определить сопротивление R катушки. Определить относительную погрешность ε, которая будет допущена при измерении сопротивления, если пренебречь силой тока, текущего через вольтметр.
350. ЭДС батареи ε = 80 В, внутреннее сопротивление Rвн = 5 Ом. Внешняя цепь потребляет мощность Р = 100 .Вт. Определить силу тока I в цепи, напряжение U, под которым находится внешняя цепь, и ее сопротивление R.
351. От батареи, ЭДС которой ε = 600 В, требуется передать энергию на расстояние l = 1 км. Потребляемая мощность Р = 5 кВт. Найти минимальные потери мощности в сети, если диаметр медных подводящих проводов d = 0,5 см.
352. Определить число электронов, проходящих за время t = 1 с через поперечное сечение площадью S = 1 мм2 железной проволоки длиной l = 20 м при напряжении на ее концах U = 16 В.
353. ЭДС батареи ε = 24 В. Наибольшая сила тока, которую может дать батарея, Imax =10 А. Определить максимальную мощность Рmах, которая может выделяться во внешней цепи.
354. При внешнем сопротивлении R1 = 8 Ом сила тока в цепи I1 = 0,8 А, при сопротивлении R2 = 15 Ом сила тока I2 = 0;5 А. Определить силу тока Iк.з. короткого замыкания источника э. д. с.
355. В сеть с напряжением U = 100 В подключили катушку с сопротивлением R1 = 2 кОм и вольтметр, соединенные последовательно. Показание вольтметра U1 = 80 В. Когда катушку заменили другой, вольтметр показал U2 = 60 В. Определить сопротивление R2 другой катушки.
356. ЭДС батареи ε = 12 В. При силе тока I = 4 А КПД батареи η = 0,6. Определить внутреннее сопротивление Ri батареи.
357. За время t = 20 с при равномерно возраставшей силе тока от нуля до некоторого максимума в проводнике сопротивлением R = 5 Ом выделилось количество теплоты Q = 4 кДж. Определить скорость нарастания силы тока, если сопротивление проводника R = 5 Ом.
358. Сила тока в проводнике изменяется со временем по закону I = I0e-at, где I0 = 20 А, α = 102 с-1 . Определить количество теплоты, выделившееся в проводнике за время t = 10-2 с.
359. Сила тока в проводнике сопротивлением R = 10 Ом за время t = 50 с равномерно нарастает от I1 = 5 А до I2 = 10 А. Определить количество теплоты Q, выделившееся за это время в проводнике.
360. В проводнике за время t = 10 с при равномерном возрастании силы тока от I = 1 А до 2 А выделилось количество теплоты Q = 5 кДж. Найти сопротивление R проводника.
361. Сила тока в проводнике изменяется со временем по закону I =I0 sin ωt. Найти заряд Q, протекающий через поперечное сечение проводника за время t, равное половине периода Т, если начальная сила тока Iо = 10 А, циклическая частота ω = 50π с-1.
362. За время t = 10 с при равномерно возрастающей силе тока от нуля до некоторого максимума в проводнике выделилось количество теплоты Q = 40 кДж. Определить среднюю силу тока <I> в проводнике, если его сопротивление R = 25 Ом.
363. За время t = 8 с при равномерно возраставшей силе тока в проводнике сопротивлением R = 8 Ом выделилось количество теплоты Q = 500 Дж. Определить заряд q, протекший в проводнике, если сила тока в момент времени t = 0 равна нулю.
364. Определить количество теплоты Q, выделившееся за время t = 10 с в проводнике сопротивлением R = 10 Ом, если сила тока в нем, равномерно уменьшаясь, изменилась от I1 = 10 А до I2 = 0.
365. Резистор сопротивлением R = 6 Ом подключен к двум параллельно соединенным источникам тока с ЭДС ε1 = 2,2 В и ε2 = 2,4 В и внутренними сопротивлениями R1 = 0,8 Ом и R2 = 0,2 Ом. Определить силу тока I в этом резисторе и напряжение U на зажимах второго источника тока.
366. Определить силу тока в каждом элементе и напряжение на зажимах реостата (рис. 20), если ε1 = 12 В, R1 = 1 Ом, ε2 = 6 В, R2 = 1,5 Ом и R = 20 Ом.
367. Определить силы токов на всех участках электрической цепи (рис. 21), если ε1 = 8 В, ε2 = 12 В, R1 = l Ом, R2 = 1 Ом, R3 = 4 Ом, R4 = 2 Ом. Внутренними сопротивлениями источников тока пренебречь.
368. Два источника тока с электродвижущими силами ε1 = 12 В и ε2 = 8 В и внутренними сопротивлениями R1 = 4 Ом и R2 = 2 Ом, а также проводник сопротивлением R = 20 Ом соединены,
как показано на рис. 22. Определить силы тока в реостате и источниках тока.
369.Две батареи (ε1 = 12 В, R1 = 2 Ом, ε2 = 24 В, R2 = 6 Ом) и проводнике сопротивлением R = 16 Ом соединены, как показано на рис. 22. Определить силу тока в батареях и реостате.
370. Три резистора с сопротивлениями R1 = 6 Ом, R2 = 3 Ом и Rз = 2 Ом, а также источник тока ε1 = 2,2 В соединены, как показано на рис. 23. Определить ЭДС ε источника, который надо подключить в цепь между точками А и В так, чтобы в проводнике сопротивлением R3 шел ток силой Iз = 1 А в направлении, указанном стрелкой. Внутренними сопротивлениями источников тока пренебречь.
371. Определить разность потенциалов между точками А и В (рис. 23), если ε1 = 8 В, ε2 = 6 В, R1 = 4 Ом, R2 = 6 Ом, R3 = 8 Ом. Внутренними сопротивлениями источников тока пренебречь.
372. Определить силу тока Iз в проводнике, сопротивлением R3 (рис. 24) и напряжением U3 на концах этого проводника, если ε1 = 6 В, ε2 = 8 В, R1 = 4 Ом, R2 = 8 Ом, R3 = 6 Ом. Внутренними сопротивлениями источников тока пренебречь.
373. Объем газа, заключенного между электродами ионизационной камеры, V = 0,8 л. Газ ионизируется рентгеновским излучением. Сила тока насыщения Iнас = 6 нА. Сколько пар ионов образуется за время t = 1 с в объеме V1 = 1 см3 газа? Заряд каждого иона равен элементарному заряду.
374. На расстоянииd = 1 см одна от другой расположены две пластины площадью S = 400 см2 каждая. Водород между пластинами ионизируют рентгеновским излучением. При напряжении U = 100 В между пластинами идет далекий от насыщения ток силой I = 2 мкА. Определить концентрацию n ионов одного знака между пластинами. Заряд каждого иона считать равным элементарному заряду.
375. Посередине между электродами ионизационной камеры пролетела α - частица, двигаясь параллельно электродам, и образовала на своем пути цепочку ионов. Спустя какое время τ после пролета α - частицы ионы дойдут до электродов, если расстояние между электродами d = 2 см, разность потенциалов U = 6 кВ и подвижность b ионов обоих знаков в среднем равна 1,5 см2/(В-с)?
376. Найти сопротивление трубки длиной l = 0,5 м и площадью поперечного сечения S = 5 мм2, если она наполнена азотом, ионизированным так, что в объеме V = 1 см3 его находится при равновесии n = 108 пар ионов. Ионы одновалентны.
377. К электродам разрядной трубки, содержащей водород, приложена разность потенциалов U = 10 В. Расстояние d между электродами равно 25 см. Ионизатор создает в объеме U = 10 см3 водорода n = 107 пар ионов в секунду. Найти плотность тока j в трубке. Определить также, какая часть силы тока создается движением положительных ионов.
378. Воздух ионизируется рентгеновскими излучениями. Определить удельную проводимость γ воздуха, если в объеме V = 1 см3 газа находится в условиях равновесия n = 108 пар ионов.
379. Азот между плоскими электродами ионизационной камеры ионизируется рентгеновским излучением. Сила тока, текущего через камеру, I = 1,5 мкА. Площадь каждого электрода S = 200 см2, расстояние между ними d = l,5 см, разность потенциалов U = 150 В. Определить концентрацию п ионов между пластинами если ток далек., от насыщения. Заряд каждого иона равен элементарному заряду.
380. Газ, заключенный в ионизационной камере между плоскими пластинами, облучается рентгеновским излучением. Определить, плотность тока насыщения jнас, если ионизатор образует в объеме V = 1 см3 газа n = 5*10б пар ионов в секунду. Принять что каждый ион несет на себе элементарный заряд. Расстояние между пластинами камеры d = 2, см.
Задания к контрольной работе № 4
Вариант
Номера задач
0
404
411
430
441
449
460
469
473
1
406
413
432
441
451
464
471
475
2
401
414
425
444
449
458
469
479
3
403
409
429
442
450
463
468
476
4
402
412
431
443
451
458
470
480
5
407
409
428
442
452
458
472
476
6
408
416
429
445
454
457
466
480
7
404
410
425
448
456
459
467
478
8
403
415
427
447
455
461
467
474
9
405
412
426
446
453
462
465
477
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 4
401. Проволочный виток радиусом R = 25 см расположен в плоскости магнитного меридиана. В центре установлена небольшая магнитная стрелка, способная вращаться вокруг вертикальной оси. На какой угол α отклонится стрелка, если по витку пустить ток силой I = 15 А? Горизонтальную составляющую индукции земного магнитного поля принять равной B = 20 мкТл.
402. Магнитная стрелка помещена в центре кругового витка, плоскость которого расположена вертикально и составляет угол φ = 30° с плоскостью магнитного меридиана. Радиус витка R = 20 см Определить угол α, на который повернется магнитная стрелка, если по проводнику пойдет ток силой I = 25 А (дать два ответа), Горизонтальную составляющую индукции земного магнитного поля принять равной B = 20 мкТл,
403. По двум длинным параллельным проводам, расстояние между которыми d = 5 см, текут одинаковые токи I = 10 А. Определить индукцию В и напряженность Н магнитного поля в точке, удаленной от каждого провода на расстояние г = 5 см, если токи текут: а) в одинаковом, б) в противоположных направлениях.
404. Два бесконечно длинных прямых проводника скрещены пол прямым углом. По проводникам текут токи силой I1 = 100 А и I2 = 50 А. Расстояние между проводниками d = 20 см. Определить индукцию В магнитного поля в точке, лежащей на середине общего перпендикуляра к проводникам.
405. Ток силой I = 50 А течет по проводнику, согнутому под прямым углом. Найти напряженность Н магнитного поля в точке лежащей на биссектрисе этого угла и отстоящей от вершины угла на расстоянии b = 20 см. Считать, что оба конца проводника находятся очень далеко от вершины угла.
406. По проводнику, изогнутому и виде окружности, течет ток Напряженность магнитного поля в центре окружности H1 = 50 А/м Не изменяя силы тока в проводнике, ему придали форму квадрата Определить напряженность H2 магнитного поля в точке пересечения диагоналей этого квадрата.
407. По контуру в виде равностороннего треугольника течет ток силой I = 50 А. Сторона треугольника α = 20 см. Определить магнитную индукцию В в точке пересечения высот.
408. По проводнику, согнутому в виде прямоугольника со сторонами а = 8 см и b = 12 см, течет ток силой I = 50 А. Определить напряженность Н и индукцию В магнитного поля в точке пересечен; диагоналей прямоугольника.
409. По двум параллельным проводам длиной L = 3 м каждый текут одинаковые токи силой I = 500 А. Расстояние между проводниками d = 10 см. Определить силу F взаимодействия проводников.
410. По трем параллельным прямым проводам, находящимся одинаковом расстоянии d = 20 см друг от друга, текут токи одинаковой силы I = 400 А. В двух проводах направления токов совпадают. Вычислить для каждого из проводов отношение силы, действу щей на него, к его длине.
411. Квадратная проволочная рамка расположена в одной плоскости с длинным прямым проводом так, что две ее сторон параллельны проводу. По рамке и проводу текут одинаковые токи силой I = 200 А. Определить силу F, действующую на рамку, если ближайшая к проводу сторона рамки находится от него на расстоянии, равном ее длине.
412. Прямой провод длиной l = 40 см, по которому течет ток силой I =100 А, движется в однородном магнитном поле с индукцией B = 0,5 Тл. Какую работу А совершат силы, действующие на провод со стороны поля, переместив его на расстояние s = 40 см, если направление перемещения перпендикулярно линиям индукции и проводу?
413. Напряженность Н магнитного поля в центре круглого витка равна 500 А/м. Магнитный момент витка рm = 6 А*м2. Вычислить силу тока I в витке и радиус R витка.
414. Короткая катушка площадью поперечного сечения S = 250 см2, содержащая N = 500 витков провода, по которому течет ток силой I = 5 А, помещена в однородное магнитное поле напряженностью H = 1000 А/м. Найти: 1) магнитный момент рт катушки; 2) вращающий момент М, действующий на катушку, если ось катушки составляет угол φ = 30° с линиями поля.
415. Виток диаметром d = 10 см может вращаться около вертикальной оси, совпадающей с одним из диаметров витка. Виток установили в плоскости магнитного меридиана и пустили по нему ток силой I = 40 А. Какой вращающий момент М нужно приложить к витку, чтобы удержать его в начальном положении? Горизонтальную составляющую индукции магнитного поля Земли принять равной Br = 200 мкТл.
416. Виток радиусом R = 20 см, по которому течет ток силой I = 50 А, свободно установился в однородном магнитном поле напряженностью H = 103 А/м. Виток повернули относительно диаметра на угол φ = 30°. Определить совершенную работу А.
417. На оси плоского контура с током находится другой такой же контур. Модули магнитных моментов контуров одинаковы (рm1 = рm2 = A*м2). Вычислить механический момент М, действующий на второй контур, если его магнитный момент перпендикулярен магнитному моменту первого контура. Расстояние r между контурами равно 100 см. Размеры контуров малы по сравнению с расстоянием между ними.
418. Тонкий провод в виде кольца массой m = 5 г свободно подвешен на неупругой нити в однородном магнитном поле. По кольцу течет ток силой I = 6 А. Период Т малых крутильных колебаний относительно вертикальной оси равен 2,2 с. Найти индукцию В магнитного поля.
419. Из тонкой проволоки массой m = 4 г изготовлена квадратная рамка. Рамка свободно подвешена на неупругой нити и по ней пропущен ток силой I = 8 А. Определить частоту ν малых колебаний рамки в магнитном поле с индукцией B = 20 мТл.
420. Тонкое кольцо радиусом R = 20 см несет равномерно распределенный, заряд Q = 40 нКл. Кольцо вращается относительно оси, совпадающей с одним из диаметров кольца, с частотой n = 20 с-1. Определить: 1) магнитный момент рт, обусловленный вращением заряженного кольца; 2) отношение магнитного момента к моменту импульса pm/L, если кольцо имеет массу m = 10 г.
421. Диск радиусом R = 5 см несет равномерно распределенный по поверхности заряд Q = 0,l мкКл. Диск равномерно вращается относительно оси, проходящей через его центр и перпендикулярной плоскости диска. Частота вращения n = 50 с-1. Определить: 1) магнитный момент рm кругового тока, создаваемого диском; 2) отношение магнитного момента к моменту импульса pm/L, если масса диска m = 100 г.
422. По тонкому стержню длиной l = 40 см равномерно распределен заряд Q = 500 нКл. Стержень приведен во вращение с постоянной угловой скоростью ω = 20 рад/с относительно оси, перпендикулярной стержню и проходящей через его середину. Определить: 1) магнитный момент рm, обусловленный вращением заряженного стержня; 2) отношение магнитного момента к моменту импульса pm/L, если стержень имеет массу m = 10 г.
423. Электрон в атоме водорода движется вокруг ядра по круговой орбите некоторого радиуса. Найти отношение магнитного момента эквивалентного кругового тока к моменту импульса орбитального движения электрона pm/L. Заряд электрона и его массу считать известными. Указать на чертеже направление векторов рm и L.
424. Электрон в невозбужденном атоме водорода движется вокруг ядра по окружности радиусом R = 0,53*10-8 см. Вычислить магнитный момент рт эквивалентного кругового тока и механический момент М, действующий на круговой ток, если атом помещен в магнитное поле с индукцией B = 0,4 Тл, направленной параллельна плоскости орбиты электрона.
425. Частица, несущая один элементарный заряд, влетела в однородное магнитное поле с индукцией B = 0,2 Тл под углом α = 30° к направлению линий индукции. Определить силу Лоренца Fл если скорость частицы υ = 10,5 м/с.
426. Частица, несущая один элементарный заряд, влетела в однородное магнитное поле с индукцией B = 0,01 Тл. Определить момент импульса L, которым обладала частица при движении в магнитном поле, если радиус траектории частицы равен R = 0,5 мм.
427. Электрон движется в однородном магнитном поле перпендикулярно линиям индукции. Определить силу F, действующую на электрон со стороны поля, если индукция поля B = 0,2 Тл, а радиус кривизны траектории R = 0,2 см.
428. Заряженная частица с кинетической энергией T = 2 кэВ движется в однородном магнитном поле по окружности радиусом R = 4 мм. Определить силу Лоренца Fл действующую на частицу со стороны поля.
429. Электрон движется по окружности в однородном магнитном поле с напряженностью H = 5*103 А/м. Определить частоту обращения п электрона.
430. Электрон движется в магнитном поле с индукцией B = 4 мТл по окружности радиусом R = 0,8 см. Какова кинетическая энергия Т электрона?
431. Протон влетел в однородное магнитное поле под углом α = 60° к направлению линий поля и движется по спирали, радиус которой R = 2,5 см. Индукция магнитного поля B = 0,05 Тл. Найти кинетическую энергию Т протона.
432. Протон и α-частица, ускоренные одинаковой разностью потенциалов, влетают в однородное магнитное поле. Во сколько раз радиус R1 кривизны траектории протона больше радиуса R2 кривизны траектории α-частицы?
433. Два иона с одинаковыми зарядами, пройдя одну и ту же ускоряющую разность потенциалов, влетели в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции. Один ион, масса которого m1 = 12 а. е. м., описал дугу окружности радиусом R1 = 2 см. Определить массу m2 (в а. е. м.) другого иона, который описал дугу окружности радиусом R2 = 2,31 см.
434. Протон движется по окружности в однородном магнитном поле (B = 2 Тл). Определить силу эквивалентного кругового тока I, создаваемого движением протона.
435; Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией R = 10 мТл по винтовой линии, радиус которой R = 1,5 см и шаг h = 10 см. Определить период Т обращения электрона и его окружность υ.
436. В однородном магнитном поле с индукцией В = 2 Тл движется α-частица. Траектория ее движения представляет собой винтовую линию с радиусом К = 1 см и шагом h = 6 см. Определить кинетическую энергию Т протона.
437. Перпендикулярно магнитному полю (H = 1 кА/м) возбуждено электрическое поле (E = 200 В/см). Перпендикулярно полям движется, не отклоняясь от прямолинейной траектории, заряженная частица. Определить скорость υ частицы.
438. Заряженная частица прошла ускоряющую разность потенциалов и влетела в скрещенные под прямым углом электрическое (E = 400 В/м) и магнитное (B = 0,2 Тл) поля. Определить ускоряющую разность потенциалов U, если, двигаясь перпендикулярно полям, частица не испытывает отклонений от прямолинейной траектории. Отношение заряда к массе частицы е/m = 9,64*107 Кл/кг.
439. Плоский конденсатор, между пластинами которого создано электрическое поле (E = 100 В/м), помещен в магнитное поле так, что силовые линии полей взаимно перпендикулярны. Какова должна быть индукция В магнитного поля, чтобы электрон с начальной энергией Т = 4 кэВ, влетевший в пространство между пластинами конденсатора перпендикулярно силовым линиям магнитного поля, не изменил направления скорости?
440. Перпендикулярно однородному магнитному полю (B = 1 мТл) возбуждено однородное электрическое поле (E = 1 кВ/м), Перпендикулярно полям влетает α-частица со скоростью υ = 1 Мм/с. Определить нормальное ап и тангенциальное аτ ускорения α-частицы в момент вхождения ее в поле.
441.-Плоский контур площадью S = 20 см2 находится в однородном магнитном поле с индукцией B = 0,03 Тл. Определить магнитный поток Ф, пронизывающий контур, если плоскость его составляет угол φ=60° с направлением линий индукций.
442. Магнитный поток Ф сквозь сечение соленоида равен 50 мкВб. Длина соленоида l = 50 см. Найти магнитный момент pm соленоида, если его витки плотно прилегают друг к другу.
443. В средней части соленоида, содержащего n = 8 витков/см, помещен круговой виток диаметром d=4 см. Плоскость витка расположена под углом φ = 60° к оси соленоида. Определить магнитный поток Ф, пронизывающий виток, если по обмотке соленоида течет ток силой I = 1 А.
444. На длинный картонный каркас диаметром, d = 5 см уложена однослойная обмотка (виток к витку) из проволоки диаметром d = 0,2 мм. Определить магнитный поток Ф, создаваемый таким соленоидом при силе тока I = 0,5 А.
445. Квадратный контур со стороной а = 10 см, в котором течет ток силой I = б А, находится в магнитном поле с индукцией В = 0,8 Тл под углом α = 50° к линиям индукции. Какую работу A нужно совершить, чтобы при неизменной силе тока в контуре изменить его форму на окружность?
446. Плоский контур с током силой I=5 А свободно установился в однородном магнитном поле с индукцией В =0,4 Тл. Площадь контура S=200 см2. Поддерживая ток в контуре неизменным, его повернули относительно оси, лежащей в плоскости контура, на угол α =40°. Определить совершенную при этом работу A.
447. Виток, в котором поддерживается постоянная сила тока I=60 А, свободно установился в однородном магнитном поле (B = 20 мТл). Диаметр витка d=10 см. Какую работу A нужно совершить для того, чтобы повернуть виток относительно оси, совпадающей с диаметром, на угол α=π/3?
448. В однородном магнитном поле перпендикулярно линиям индукции расположен плоский контур площадью S=100 см2. Поддерживая в контуре постоянную силу тока I = 50 А, его переместили из поля в область пространства, где поле отсутствует. Определить индукцию B магнитного поля, если при перемещении контура была совершена работа A = 0,4 Дж.
449. Рамка площадью S=100 см2 равномерно вращается с частотой п = 5 с-1 относительно оси, лежащей в плоскости рамки и перпендикулярной линиям индукции однородного магнитного поля (В = 0,5 Тл). Определить среднее значение э. д. с. индукции <εi> за время, в течение которого магнитный поток, пронизывающий рамку, изменится от нуля до максимального значения.
450. Рамка, содержащая N=1000 витков площадью S=100 см2, равномерно вращается с частотой n=10 c-1 в магнитном поле напряженностью H=104 А/м. Ось вращения лежит в плоскости рамки и перпендикулярна линиям напряженности. Определить максимальную э. д. с. индукции εmах, возникающую в рамке
451. В однородном магнитном поле (В = 0,1 Тл) равномерно с частотой n=5 с-1 вращается стержень длиной l=50 см так, что плоскость его вращения перпендикулярна линиям напряженности, а ось вращения проходит через один из его концов. Определить индуцируемую на концах стержня разность потенциалов U.
452. В однородном магнитном поле с индукцией B = 0,5 Тл вращается с частотой n=10 с-1 стержень длиной l=20 см. Ось вращения параллельна линиям индукции и проходит через один из концов стержня, перпендикулярно его оси. Определить разность потенциалов U на концах стержня.
453. В проволочное кольцо, присоединенное к баллистическому гальванометру, вставили прямой магнит. При этом по цепи прошел заряд Q = 50 мкКл. Определить изменение магнитного потока ΔФ через кольцо, если сопротивление цепи гальванометра R=10 Ом.
454. Топкий медный, провод массой m = 5 г согнут в виде квадрата и концы его замкнуты. Квадрат помещен в однородное магнитное поле (B = 0,2 Тл) так, что его плоскость перпендикулярна линиям поля. Определить заряд Q, который потечет по проводнику, если квадрат, потянув за противоположные вершины, вытянуть в линию.
455. Рамка из провода сопротивлением R = 0,04 Ом равномерно вращается в однородном магнитном поле (B = 0,6 Тл). Ось вращения лежит в плоскости рамки и перпендикулярна линиям индукции. Площадь рамки S = 200 см2. Определить заряд Q, который потечет по рамке при изменении угла между нормалью к рамке и линиями индукции: 1) от 0 до 45°; 2) от 45 до 90°.
456. Проволочный виток диаметром D = 5 см и сопротивлением R=0,02 Ом находится в однородном магнитном поле (B = 0,3 Тл). Плоскость витка составляет угол φ = 40° с линиями индукции. Какой заряд Q потечет по витку при выключении магнитного поля?
457. Соленоид сечением S=10 см2 содержит N=1000 витков. Индукция В магнитного поля внутри соленоида при силе тока I = 5 А равна 0,1 Тл. Определить индуктивность L соленоида.
458. На картонный каркас длиной l=0,8 м и диаметром D=4 см намотан в один слой провод диаметром d=0,25 мм так, что витки плотно прилегают друг к другу. Вычислить индуктивность L получившегося соленоида.
459. Катушка, намотанная на немагнитный цилиндрический каркас, имеет N=250 витков и индуктивность L1=36 мГн. Чтобы увеличить индуктивность катушки до L2=100 мГн, обмотку катушки сняли и заменили обмоткой из более тонкой проволоки с таким расчетом, чтобы длина катушки осталась прежней. Сколько витков оказалось в катушке после перемотки?
460. Индуктивность соленоида, намотанного в один слой на немагнитный каркас, L=0,5 мГн. Длина соленоида l=0,6 м, диаметр D = 2 см. Определить отношение п числа витков соленоида к ого длине.
461. Соленоид содержит N=600 витков. При силе тока I=10 А магнитный поток Ф=80 мкВб. Определить индуктивность L соленоида.
462. Соленоид имеет стальной полностью размагниченный сердечник объемом V=500 см3. Напряженность Н магнитного поля соленоида при .силе тока I=0,6 А равна 1000 А/м. Определить индуктивность L соленоида (рис. 31).
463. Обмотка соленоида с железным сердечником содержит N=600 витков. Длина сердечника l = 40 см. Как и во сколько раз изменится индуктивность L соленоида, если сила тока, протекающего по обметке, возрастает от I1 = 0,2 А до I2=1 А (рис. 31)?
464. На железный полностью размагниченный сердечник диаметром D = 5 см и длиной l = 80 см намотано в один слой N = 240 витков провода. Вычислить индуктивность L получившегося соленоида при силе тока I = 0,6 А (рис. 31).
465. Силу тока в катушке равномерно увеличивают с помощью реостата на ΔI=0,6 А в секунду. Найти среднее значение э. д. с, <εi> самоиндукции, если индуктивность катушки L=5 мГн.
466. Соленоид содержит N=800 витков. Сечение сердечника (из немагнитного материала) S=10 см2. По обмотке течет ток, создающий поле с индукцией В = 8 мТл. Определить среднее значение э. д. с. <εs> самоиндукции, которая возникает на зажимах соленоида, если сила тока уменьшается практически до нуля за время Δt=0,8 мс.
467. По катушке индуктивностью L=8 мкГн течет ток силой I=6 А. При выключении тока его сила изменяется практически до нуля за время Δt=5 мс. Определить среднее значение э. д. с. <εs> самоиндукции, возникающей в контуре.
468. В электрической цепи, содержащей сопротивление r = 20 Ом и индуктивность L, = 0,06 Гн, течет ток силой I=20 А. Определить силу тока в цепи через Δt = 0,2 мс после ее размыкания.
469. По замкнутой цепи с сопротивлением R=20 Ом течет ток. Через время t=8 мс после размыкания, цепи сила тока в ней уменьшилась в 20 раз. Определить индуктивность L цепи.
470. Цепь состоит из катушки индуктивностью L=0,l Гн и источника тока. Источник тока отключили, не разрывая цепи. Время, через которое сила тока уменьшится до 0,001 первоначального значения, равно t=0,07 с. Определить сопротивление R катушки.
471. Источник тока замкнули на катушку сопротивлением R = 10 Ом и индуктивностью L = 0,2 Гн. Через какое время сила тока в цели достигнет 50 % максимального значения?
472. Источник тока замкнули на катушку сопротивлением R = 20 Ом. Через время t=0,1 с сила тока I замыкания достигла 0,95 предельного значения. Определить индуктивность L катушки.
473. В соленоиде сечением S=5 см2 создан магнитный поток Ф=20 мкВб. Определить объемную плотность ω энергии магнитного поля соленоида. Сердечник отсутствует. Магнитное поле во всем объеме соленоида считать однородным.
474. Магнитный поток Ф в соленоиде, содержащем N=1000 витков, равен 0,2 мВб. Определить энергию W магнитного поля соленоида, если сила тока, протекающего по виткам соленоида, I=1 А. Сердечник отсутствует. Магнитное поле во всем объеме соленоида считать однородным.
475. Диаметр тороида (по средней линии) D=50 см. Тороид содержит N=2000 витков и имеет площадь сечения S = 20 см2. Вычислить энергию W магнитного поля тороида при силе тока. I=5 А. Считать магнитное поле тороида однородным. Сердечник выполнен из немагнитного материала.
476. По проводнику, изогнутому в виде кольца радиусом R = 20 см, содержащему N = 500 витков, течет ток силой I = 1 А. Определить объемную плотность ω энергии магнитного поля в центре кольца.
477. При какой силе тока I в прямолинейном проводе бесконечной Длины на расстоянии г = 5 см от него объемная плотность энергии магнитного поля будет ω = 1 мДж/м3?
478. Обмотка тороида имеет n = 10 витков на каждый сантиметр длины (по средней линии тороида). Вычислить объемную плотность энергии ω магнитного поля при силе тока I = 10 А. Сердечник выполнен из немагнитного материала, и магнитное поле во всем объеме однородно.
479. Обмотка соленоида содержит n = 20 витков на каждый сантиметр длины. При какой силе тока I объемная плотность энергии магнитного поля будет ω = 0,1 Дж/м3? Сердечник выполнен из немагнитного материала, и магнитное поле во всем объеме однородно.
480. Соленоид имеет длину l = 0,6 м и сечение S = 10 см2. При некоторой силе тока, протекающего по обмотке, в соленоиде создается магнитным поток Ф = 0,1 мВб. Чему равна энергия W магнитного поля соленоида? Сердечник выполнен из немагнитного материала, и магнитное поле во всем объеме однородно.