Задачи по физике ИжГТУ 100 задач. Электричество и магнетизм. Часть1.
В начало
1. На металлической сфере радиусом R=10 см находится заряд q=1 нКл. Определить напряженность Е электрического поля: 1) на расстоянии r1=8 см от центра сферы; 2) на поверхности сферы; 3) на расстоянии r2=15 см от центра сферы. Построить график зависимости Е(r).
2. Шарик массой 1 г, несущий заряд 9,8 нКл, подвешен в воздухе на тонкой шелковой нити. При приближении к нему заряда q2 противоположного знака на расстояние 4 см нить отклонилась от вертикального направления на угол a=45°. Определить величину заряда q2.
3. Два металлических шара малых размеров с зарядами q1=8×10-7 Кл и q2=1,2×10-6 Кл приведены в соприкосновение и затем удалены друг от друга так, что расстояние между центрами составляет 40 см. Найти силу их взаимодействия в воздухе.
4. С какой силой на единицу длины отталкиваются две одноименно заряженные бесконечно длинные нити с одинаковой линейной плотностью заряда t=3 мкКл/м, находящихся на расстоянии 2 см друг от друга?
5. Расстояние между зарядами q1=2 нКл и q2=-2 нКл равно 20 см. Определить напряженность и потенциал поля, созданного этими зарядами в точке, находящейся на расстоянии r1=15 см от первого заряда и r2=10 см от второго заряда.
6. Точечный заряд q=1 мкКл находится вблизи большой равномерно заряженной пластины против ее середины. Вычислить поверхностную плотность заряда пластины, если на точечный заряд действует сила F=60 мН.
7. Два заряда по 0,2 мкКл каждый расположены на горизонтали на расстоянии 40 см друг от друга. Найти напряженность и потенциал поля в точке, удаленной на 25 см от каждого из зарядов.
8. В вершинах правильного треугольника со стороной 30 см расположены заряды +100 нКл, -80 нКл и +100 нКл. Найти величину и направление силы, действующей на заряд –40 нКл, находящийся в центре тяжести треугольника.
9. Три одинаковых заряда величиной 6,67 нКл каждый помещены в вершинах равностороннего треугольника. Сила, действующая на каждый заряд F=0,01Н. Определить длину стороны треугольника.
10. В вершинах квадрата со стороной 10 см расположены три отрицательных и один положительный заряд величиной 70 нКл каждый. Определить напряженность и потенциал поля в центре квадрата, находящегося в воздухе.
11. Какая совершается работа при перенесении точечного заряда q=2 нКл из бесконечности в точку, находящуюся на расстоянии r=1 см от поверхности шара радиусом R=1 см с поверхностной плотностью заряда s=10 нКл/см2.
12. На расстоянии r1=4 см от бесконечно длинной заряженной нити находится точечный заряд q=0,67 нКл. Под действием поля заряд переместился на расстоние r2=2 см, при этом была совершена работа A=5 мкДж. Найти линейную плотность заряда нити.
13. Заряд –1 нКл переместился в поле заряда +3 нКл из точки с потенциалом 200 В в точку с потенциалом 1200 В. Определить работу сил поля и расстояние между этими точками.
14. Определить потенциал точки поля, находящейся на расстоянии 5 см от центра заряженного шара, если напряженность поля в этой точке 300 кВ/м. Определить величину заряда.
15. На расстоянии 4 м от сферы, заряд которой 10 мкКл, а радиус 10 см, расположен точечный заряд. При перемещении этого заряда на поверхность сферы совершена работа A=10 мДж. Определить величину точечного заряда.
16. Шарик массой 1 г и зарядом 10 нКл перемещается из точки А, потенциал которой равен 600 В, в точку В, потенциал которой равен нулю. Чему была равна его скорость в точке А, если в точке В она была равной 20 см/с?
17. Две одноименно заряженные бесконечно длинные нити с одинаковой линейной плотностью заряда t=3 мкКл/м находятся на расстоянии r1=2 см друг от друга. Какую работу на единицу длины надо совершить, чтобы сдвинуть эти нити до расстояния r2=1 см?
18. Полый шар несет на себе равномерно распределенный заряд. Определить радиус шара, если потенциал в центре шара равен j1=200 В, а в точке, лежащей от его центра на расстоянии r=50 см, равен j2=40 В.
19. Металлический шар радиусом 5 см несет заряд 10 нКл. Определить потенциал электрического поля: 1) на поверхности шара; 2) на расстоянии r=2 см от его поверхности. Построить график зависимости j от r.
20. На расстоянии r1=0,9 м от поверхности шара радиусом R=10 см, несущего заряд с поверхностной плотностью s=30 мкКл/м2, находится точечный заряд q=7 нКл. Определить работу, которую необходимо произвести, чтобы перенести заряд q в точку, расположенную на расстоянии 50 см от центра шара.
21. Электрон влетает в плоский конденсатор параллельно пластинам, поле в котором Е=60 В/см. Найти изменение скорости электрона в момент вылета его из конденсатора, если начальная скорость u0=2×109 см/с, а длина пластины конденсатора 6 см.
22. Разность потенциалов между обкладками плоского конденсатора 2 кВ, зазор 2 см, заряд на каждой обкладке 1 нКл. Определить силу притяжения обкладок и энергию конденсатора.
23. Электрон с некоторой начальной скоростью u0 влетает в плоский конденсатор параллельно пластинам на равном расстоянии от них. К пластинам конденсатора приложена разность потенциалов U=300 В. Расстояние между пластинами d=2 см, длина конденсатора l=10 см. Какова должна быть предельная начальная скорость электрона, чтобы он не вылетел из конденсатора?
24. Конденсатор емкостью С1=20 мкФ, заряженный до разности потенциалов U1=100 В, соединили параллельно с заряженным до разности потенциалов U2=40 В конденсатором, емкость которого неизвестна. Определить емкость второго конденсатора, если разность потенциалов после соединения оказалась равной U=80 В. (Соединяются обкладки, имеющие одноименный заряд)
25. Плоский воздушный конденсатор с площадью пластин S=100 см2 и зазором d=5 мм заряжен до разности потенциалов U=900 В. Не отключая от источника напряжения пластины конденсатора раздвигают до расстояния 1 см. Определить напряженность поля в конденсаторе, энергию конденсатора до и после раздвижения.
26. Плоский воздушный конденсатор заряжен до разности потенциалов 300 В. Площадь пластин конденсатора 100 см2, напряженность поля в зазоре между ними 60 кВ/м. Определить поверхностную плотность заряда на пластинах и энергию конденсатора.
27. Два плоских воздушных конденсатора одинаковой емкости соединены параллельно и заряжены до разности потенциалов 300 В. Определить разность потенциалов этой системы, если пространство между пластинами одного из конденсаторов заполнено слюдой.
28. Электрон, пройдя в плоском конденсаторе путь от одной пластины до другой, приобрел скорость u=1 Мм/с. Расстояние между пластинами d=5,3 мм. Найти: 1) разность потенциалов между пластинами; 2) поверхностную плотность заряда на пластинах.
29. Разность потенциалов между пластинами плоского конденсатора U=100 В. Площадь каждой пластины S=200 см2, расстояние между пластинами d=0,5 мм, пространство между пластинами заполнено парафином (см. табл.). Определить силу притяжения пластин друг к другу.
30. Один конденсатор заряжен до разности потенциалов 60 В, другой – до 20 В. Конденсаторы соединили параллельно одноименно заряженными пластинами, и разность потенциалов оказалась равной 50 В. Определить отношение емкостей этих конденсаторов.
31. По алюминиевому проводу сечением S=0,2 мм2 течет ток I=0,2 А. Определить силу, действующую на отдельные свободные электроны со стороны электрического поля.
33. Найти значение и направление тока через сопротивление R в схеме, показанной на рисунке, если E1=1,5 В; E2=3,7 В; R1=10 Ом; R2=20 Ом и R=5 Ом. Внутренним сопротивлением источников тока пренебречь.
34. Определить силу тока в сопротивлении R1 (см. рис.) и напряжение на концах этого сопротивления, если E1=4 В; E2=3 В; R1=2 Ом; R2=6 Ом и R3=1 Ом. Внутренним сопротивлением источников тока пренебречь.
35. К батарее через переменное сопротивление R подключен вольтметр. Если сопротивление уменьшить втрое, то показания вольтметра возрастут вдвое. Во сколько раз изменятся показания вольтметра, если сопротивление R уменьшить до нуля?
36. Лампа накаливания потребляет ток, равный 0,6 А. Температура вольфрамовой нити диаметром 0,1 мм равна 2200°С. Ток подводится медным проводом сечением 6 мм2. Определить напряженность электрического поля: 1) в вольфраме; 2) в меди.
37. Сила тока в проводнике равномерно нарастает от I0=0 до I=2 А в течение времени t=5 с. Определить заряд, прошедший в проводнике.
38. Напряжение на зажимах элемента в замкнутой цепи (см. рис.) U=2,1 В, сопротивления R1=5 Ом, R2=6 Ом и R3=3 Ом. Какой ток показывает амперметр?
39. Определить заряд, прошедший по проводу с сопротивлением R=3 Ом при равномрном нарастании напряжения на концах провода от U1=2 В до U2=7 В в течение времени t=20 с.
40. Определить разность потенциалов на концах нихромового проводника длиной 1 м, если плотность тока, текущего по нему j=2×108 А/м2.
41. Ток в проводнике сопротивлением R= 15 Ом равномерно нарастает от I0=0 до некоторого максимума в течение времени t=5 с. За это время в проводнике выделилось количество теплоты Q=10 кДж. Найти среднее значение силы тока в проводнике за этот промежуток времени.
42. Определить напряженность электрического поля в алюминиевом проводнике объемом V=10 см3, если при прохождении по нему постоянного тока за время t=5 мин выделилось количество теплоты Q=2,3 кДж.
43. Плотность тока в медном проводе равна 10 А/см. Определить удельную тепловую мощность тока. Удельное сопротивление меди смотрите в таблице № 3 приложения.
44. Ток в проводнике сопротивлением R=100 Ом равномерно нарастает от I0=0 до Imax=10 А в течение времени t=30 с. Чему равно количество теплоты, выделяющееся за это время в проводнике?
45. Определить работу тока на участке, не содержащем источника эдс и имеющем сопротивление R=12 Ом, если ток в течение t=5 с равномерно увеличивается от I1=2 А до I2=10 А.
46. При силе тока 3 А во внешней цепи батареи выделяется мощность 18 Вт, а рпи силе тока 1 А – мощность 10 Вт. Определить эдс батареи.
47. К батарее из трех одинаковых параллельно соединенных источников тока подключают один раз резистор сопротивлением 1 Ом, другой 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.
48. По проводнику сопротивлением 10 Ом течет медленно изменяющийся по синусоидальному закону ток А. Определить количество теплоты, выделевшееся в проводнике в первые 4 с.
49. Чему равен кпд элемента, если известно, что при увеличении внешнего сопротивления, на которое он замкнут, в 2 раза разность потенциалов увеличивается на 10 %.
50.Сколько тепла выделится в спирали с сопротивлением R=75 Ом при прохождении через нее количества электричества q=100 Кл, если ток в спирали равномерно убывает до нуля в течение t=50 с.
Продолжение > (оставшиеся 50 задач)
Автор страницы: admin