Контрольная работа по физике № 3

Вариант 1

1. Два точечных заряда, находясь в воздухе на расстоянии 20см друг от друга, взаимодействуют с некоторой силой. На каком расстоянии нужно поместить эти заряды в масле, чтобы получить ту же силу взаимодействия?

2. Медный шар диаметром 1 см помещен в масло. Плотность масла 800 кг/м³. Чему равен заряд шара, если в однородном электрическом поле шар оказался взвешенным в масле? Электрическое поле направлено вертикально вверх и его напряженность Е=36000 В/см.

3. Определить потенциал точки поля, находящейся на расстоянии 10 см от центра заряженного шара радиусом в 1 см. Задачу решить при следующих условиях: 1) задана поверхностная плотность заряда на шаре, равная 10^-11 Кл/см², 2) задан потенциал шара, равный 300 В.

4. Плоский конденсатор с площадью пластин 300 см ² заряжен до разности потенциалов 1000 В. Расстояние между пластинами 4 см. Диэлектрик – стекло. Определить энергию поля конденсатора и объемную плотность энергии поля.

5. Найти напряженность магнитного поля в точке, отстоящей на 2 см от бесконечно длинного проводника, по которому течет ток 5 А.

6. Проволочный виток, площадью 10 см ², находится в однородном магнитном поле напряженностью8*10³ А/м. Плоскость витка образует угол 60⁰ с направлением поля. По витку течет ток силою 8 А. Определить вращающий момент, действующий на виток, а также магнитный момент витка.

7. В однородном магнитном поле, индукция которого равна 0,1 Тл, вращается катушка, состоящая из 200 витков. Ось вращения катушки перпендикулярна ее оси и направлению магнитного поля. Период обращения катушки равен 0,2 с, площадь поперечного сечения катушки 4 см ². Найти максимальную ЭДС индукции во вращающей катушке.

Вариант 2

1. Во сколько раз сила ньютоновского притяжения между двумя протонами меньше силы их кулоновского отталкивания? Заряд протона численно равен заряду электрона.

2. Два одинаковых заряда, находящихся на маленьких шариках, отстоящих друг от друга на расстоянии 10 см, взаимодействуют в воздухе с силой 5*10^-4 Н. Определить величину зарядов.

3. Электрическое поле образовано бесконечно длинной нитью с равномерно распределенным зарядом 10^-10 Кл на каждый метр длины проводника. Определить разность потенциалов двух точек поля, отстоящих от нити на 5 и 10 см.

4. Емкость плоского конденсатора равна 1,33*10^-10 Ф. Диэлектрик – стекло (ε = 6). Конденсатор зарядили до разности потенциалов 600 В и отключили от источника напряжения. Какую работу нужно совершить, чтобы вынуть стекло из конденсатора? Трением пренебречь.

5. Определить напряженность магнитного поля, создаваемого длинным прямым током силой 15 А, на расстоянии 10 см от тока.

6. По витку радиусом 5 см течет ток 10 А. Чему равен магнитный момент кругового тока?

7. В однородном магнитном поле, индукция которого равна 0,1 Тл, равномерно вращается катушка, состоящая из 100 витков проволоки. Катушка делает 5 об/с. Площадь поперечного сечения катушки 100 см ². Ось вращения перпендикулярна оси катушки и направлению магнитного поля. Найти максимальную ЭДС индукции во вращающейся катушке.

Вариант 3

1. Вычислить силу электростатического отталкивания между ядром атома натрия и бомбардирующим его протоном, считая, что протон подошел к ядру атома натрия на расстояние 6*10^-12см. Заряд ядра натрия в 11 раз больше заряда протона. Влиянием электронной оболочки атома натрия пренебречь.

2. Расстояние между двумя зарядами 10^-8 Кл и -2,5*10^-8 Кл равно 8 см. Определить положение точки на прямой, проходящей через эти точечные заряды, напряженность поля в которой равна нулю. Определить потенциал в этой точке.

3. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено маслом. Расстояние между пластинами равно 1 см. Какую разность потенциалов надо подать на пластины этого конденсатора, если поверхностная плотность связанных (поляризационных) зарядов на масле была равна 6,2*10^-10Кл/см².

4. Плоский воздушный конденсатор состоит из двух круглых пластин радиусом 10 см каждая. Расстояние между пластинами 1 см. Конденсатор зарядили до разности потенциалов 1200 В и отключили от источник напряжения. Какую работу нужно совершить, чтобы раздвинуть пластины до расстояния 3 см?

5. Вычислить напряженность магнитного поля, создаваемого отрезком АВ прямолинейного проводника с током в точке С, расположенной на перпендикуляре к середине этого отрезка на расстоянии 5 см от него. По проводнику течет ток 20 А. Отрезок АВ проводника виден из точки С под углом 60⁰ С.

6. Квадратная проволочная рамка расположена в одной плоскости с длинным прямым проводом так, что две ее стороны параллельны проводу. По рамке и проводу текут одинаковые токи силой 100 А. Определить силу, действующую на рамку, если ближайшая к проводу сторона рамки находится на расстоянии, равном ее длине.

7. В однородном магнитном поле расположен виток, площадь которого равна 50 см ². Перпендикуляр к плоскости витка составляет с направлением магнитного поля угол, равный 60⁰. Индукция магнитного поля 0,2 Тл. Чему равно среднее значение ЭДС индукции, возникающей в витке при выключении поля в течение 0,02 с?

Вариант 4

1. Вычислить силу взаимодействия двух точечных зарядов величиной по 10^-6Кл каждый, находящихся в керосине (ε = 2) на расстоянии 1 м друг от друга.

2. Бесконечная равномерно заряженная плоскость имеет поверхностную плотность электрических зарядов 9*10^-6 Кл/м². Над ней находится алюминиевый шарик, заряженный количеством электричества 3,68*10^-7 Кл. Какой радиус должен иметь шарик, чтобы он не падал?

3. Заряды двух концентрических сфер радиусами 10 и 20 см соответственно равны 2*10^-8 Кл и -10^-8 Кл. Определить разность потенциалов двух точек поля, отстоящих от центра сфер на 15 и 20 см.

4. В вершинах квадрата со стороной 10 см находятся равные по величине и одинаковые по знаку точечные заряды по 0,34*10^-7Кл. Определить потенциальную энергию данной системы зарядов.

5. Два прямолинейных длинных проводника расположены параллельно на расстоянии 10 см друг от друга. По проводникам текут токи в противоположных направлениях. Найти величину и направление напряженности магнитного поля в точке, находящейся на расстоянии 10 см от каждого проводника.

6. Какой плотности ток нужно пропустить по катушке длиной 15 см, чтобы внутри нее получить поле напряженностью 1600 А/м, если диаметр проволоки 1 мм, а число витков 100?

7. Два прямолинейных длинных параллельных проводника находятся на расстоянии 10 см друг от друга. По проводникам течет ток в одном направлении и . Какую работу надо совершить (на единицу длины проводников), чтобы раздвинуть эти проводники на расстоянии 20 см?

Вариант 5

1. Два заряда в вакууме взаимодействуют с такой же силой на расстоянии 11 см, как в скипидаре на расстоянии 7,4 см. Определить электрическую проводимость скипидара.

2. Поверхностная плотность заряда бесконечно протяженной вертикальной плоскости равна 9,8*10^-5 Кл/м². К плоскости на нити подвешен заряженный шарик массой 10 г. Определить заряд шарика, если нить образует с плоскостью угол 45^º.

3. Плоский воздушный конденсатор с площадью пластин 100 см ² и расстоянием между ними в 1 мм заряжен до 100 В. Затем пластины раздвигаются до расстояния 25 мм. Найти энергию конденсатора до и после раздвижения пластин, если источник напряжения перед раздвижением: 1) не отключается; 2) отключается.

4. По двум длинным параллельным проводам текут в одинаковом направлении токи 20 А и 50 А. Определить напряженность магнитного поля в точке, удаленной от первого провода на 8 см и от второго на 20 см. Расстояние между проводами 12 см.

5. Обмотка соленоида содержит 2 слоя, плотно прилегающих друг к другу витков провода диаметром 0,2 мм. Определить напряженность магнитного поля на оси соленоида, если по проводу идет ток 0,5 А.

6. По двум параллельным проводам, длиною 1 м каждый, текут токи одинаковой силы. Определить силу тока в амперах, если расстояние между проводами 1 см и провода взаимодействуют с силой в .

7. Круговой проволочный виток площадью 100 см ² находится в однородном магнитном поле, индукция которого 1 Вб/м ². Плоскость витка перпендикулярна направлению магнитного поля. Чему будет равно среднее значение ЭДС индукции, возникающей в витке при выключении поля в течение 0,1 с?

Вариант 6

1. Шарики электроскопа массой 0,2 г каждый в незаряженном состоянии свободно висят на нитях длиной 10 см, соприкасаясь друг с другом. На какой угол разойдутся шарики, если каждому из них сообщить заряд 1,33*10^-8 Кл.

2. Большая металлическая пластина несет равномерно распределенный по поверхности заряд 10^-8 Кл/м². На малом расстоянии от пластины находится точечный заряд 10^-7 Кл. Найти силу, действующую на заряд.

3. Площадь пластин плоского воздушного конденсатора 100 см ² и расстояние между ними 5 мм. Найти, какая разность потенциалов была приложена к пластинам конденсатора, если известно, что при разряде конденсатора выделилось 4,19*10^-3Дж тепла.

4. По двум длинным параллельным проводам текут в одинаковом направлении токи 10 А и 15 А. Расстояние между проводами 10 см. Определить напряженность магнитного поля в точке, удаленной от первого провода на 8 см и от второго на 6 см.

5. Обмотка соленоида сделана из провода диаметром 1 мм. Витки плотно прилегают друг к другу. Толщиной изоляции можно пренебречь. При какой силе тока напряженность поля внутри соленоида равна 8*10³ А/м.

6. Медный проводник помещен перпендикулярно магнитному полю индукции 10 Тл. Какова должна быть напряженность электрического поля, создающего ток в проводнике, чтобы он не падал?

7. Скорость самолета с реактивным двигателем равна 950 км/ч. Найти ЭДС индукции, возникающую на концах крыльев такого самолета, если вертикальная составляющая напряженности земного магнитного поля равна 39 А/м и размах крыльев самолета 12,5 м.

Вариант 7

1. Найти напряженность электрического поля в точке, лежащей посередине между точечными зарядами 8*10^-9 Кл и 6*10^-9 Кл. Расстояние между зарядами равно 10см, Ɛ=1.

2. С какой силой электрическое поле заряженной бесконечной плоскости действует на каждый метр заряженной бесконечно длинной нити, помещенный в это поле? Линейная плотность заряда нити 3*10^-8 Кл/см и поверхностная плотность заряда на плоскости 2*10^-9 Кл/см².

3. Бесконечно длинная тонкая прямая нить несет равномерно распределенный по длине нити заряд с линейной плотностью 10 Определить разность потенциалов двух точек поля, удаленных от нити на 2 см и 4 см.

4. По двум длинным параллельным проводам, расстояние между которыми 6 см, текут токи на 12 А. Определить напряженность магнитного поля в точке, удаленной от каждого провода на расстояние, равное расстоянию между ними в двух случаях: 1) если токи текут в одинаковом настроении; 2) если токи текут в противоположных направлениях.

5. Определить напряженность магнитного поля внутри соленоида длиной 8 см при силе тока 30 А, если соленоид имеет 160 витков.

6. В однородное магнитное поле напряженностью 1000 А/м помещен прямой проводник длиной 20 см (проводящие провода находятся вне поля). Определить силу, действующую на проводник, если по нему течет ток 50 А, а угол между направлением тока и вектором напряженности 30⁰.

7. Катушка диаметром 10 см, имеющая 500 витков, находится в магнитном поле. Чему будет равно среднее значение ЭДС индукции в этой катушке, если индукция магнитного поля увеличивается в течение 0,1 секунды с 0 до 2 Вб/м ²?

Вариант 8

1. Определить напряженность электрического поля, создаваемого точечным зарядом 10^-8 Кл на расстоянии 10 см от него. Диэлектрик – масло.

2. Параллельно бесконечной плоскости, заряженной с поверхностной плоскостью заряда 10^-4 Кл/м² расположена бесконечно длинная прямая нить, несущая равномерно распределенный заряд 10^-6 Кл на каждый метр длины проводника. Определить силу, действующую со стороны плоскости на единицу длины нити.

3. Шар, погруженный в керосин, имеет потенциал 4500 В и поверхностную плотность заряда 1,13*10^-9Кл/см². Найти: 1) радиус; 2) заряд; 3) емкость; 4) энергию шара.

4. По двум длинным проводам, расположенным параллельно друг другу на расстоянии 5 см, идут в одном направлении токи 5 А и 10 А. Определить напряженность поля в точке, отстоящей на 2 см от первого из проводов и на 5 см от второго.

5. Сколько витков приходится на единицу длины соленоида, если при силе тока 20 А внутри соленоида образуется магнитное поле 5*10³ А/м?

6. Прямой провод длиною 10 см находится в однородном магнитном поле с напряженностью 8*10³ А/м. Определить силу тока в проводе, если направление тока образует угол в 30⁰ с направлением поля и на провод действует сила, равная .

7. В однородном магнитном поле, индукция которого 0,1 Тл движется проводник длиною 10 см. Скорость движения проводника 15 м/с и направлена она перпендикулярно магнитному полю. Чему равна индуцированная в проводнике ЭДС?

Вариант 9

1. Расстояние между двумя точечными зарядами 8*10^-9 Кл и -5,3*10^-9 Кл равно 40 см. Вычислить напряженность поля в точке, лежащей посередине между зарядами. Чему равна напряженность, если второй заряд будет положительным?

2. С какой силой на единицу площади взаимодействуют две бесконечные параллельные плоскости, заряженные с одинаковой поверхностной плотностью заряда 2*10^-6 Кл/м².

3. Расстояние между пластинами плоского конденсатора равно 5 мм, разность потенциалов 150 В. На нижней пластине лежит плитка парафина (ε = 2) толщиной 4 мм. Определить поверхностную плотность связанных зарядов этой пластины.

4. Шар радиусом в 1 м заряжен до потенциала 30000 В. Найти энергию заряженного шара.

5. Два длинных параллельных провода находятся на расстоянии 5 см один от другого. По проводам текут в противоположных направлениях одинаковые токи силой 10 А каждый. Найти напряженность магнитного поля в точке, находящейся на расстоянии 2 см от одного и 3 см от другого провода.

6. Между полюсами электромагнита создается однородное магнитное поле, индукция которого равна 0,1 Тл. По проводу длиною в 70 см, помещенному перпендикулярно силовым линиям, течет ток силой 70 А. Найти силу, действующую на провод.

7. Виток, площадь которого 2 см ², расположен перпендикулярно силовым линиям магнитного однородного поля. Чему равна индуцированная в витке ЭДС, если за время 0,05 с магнитная индукция равномерно убывает с 0,5 Тл до 0,1 Тл?

Вариант 10

1. Электрическое поле создано двумя точечными зарядами 10^-8 Кл и-2*10^-8 Кл, находящимися на расстоянии 20 см друг от друга. Определить напряженность поля в точке, удаленной от первого заряда на 30 см и от второго на 50 см.

2. На двух тонких шелковых нитях длиной 10 см подвешены два маленьких соприкасающихся шарика весом по 0,5 г каждый. Определить угол, на который разойдутся шарики, если им сообщить одинаковые заряды, равные по 2,33*10^-8 Кл.

3. Конденсатор емкостью в 20 мкФ заряжен до потенциала 100 В. Найти энергию этого конденсатора.

4. Расстояние между двумя длинными параллельными проводами 5 м. По проводам в одном направлении текут токи силой 30 А каждый. Найти напряженность магнитного поля в точке, находящейся на расстоянии 4 см от одного и 3 см от другого провода.

5. Катушка длиною 20 см состоит из 1000 витков. Найти напряженность магнитного поля внутри катушки, если ток, проходящий по катушке, равен 2 А. Диаметр катушки считать малым по сравнению с ее длиной.

6. По двум параллельным проводам длиной 2,5 м каждый текут одинаковые токи силой 1000 А. Расстояние между проводами 20 м. Определить силу взаимодействия токов.

7. С какой угловой скоростью надо вращать прямой проводник вокруг одного из его концов в однородном магнитном поле в плоскости, перпендикулярной к силовым линиям, чтобы в проводнике возникла ЭДС, равная 0,3 В. Длина проводника 20 см. Напряженность магнитного поля 16*10⁴ А/м.