практика. Контрольная работа состоит из двух частей 6 задач по разделу физики Механика

• Название: Контрольная работа состоит из двух частей 6 задач по разделу физики Механика
• Анкор: практика
• Дата: 08.04.2022
• Размер: 319.5 Kb.
• Имя файла: Kontrolnaya_rabota_1 (3).doc
• Тип: Контрольная работа; #454735
• страница: 2 из 4

°, висит на нити шарик с массой 0,2 г, имеющий электрический заряд 1 мкКл. Определить силу Т натяжения нити.

42. Найти силу, действующую на заряд 0,55 нКл, если заряд помещён на расстояние З см: а) от заряженной нити с линейной плотностью заряда 0,6 мкКл/м; б) от заряженной плоскости с поверхностной плотностью заряда 35 мкКл/м² в) от поверхности заряженного шара радиусом 2,5 см и поверхностной плотностью заряда 50 мкКл/м².
Диэлектрическая проницаемость среды во всех трех случаях равна 4.

43. Пучок катодных лучей, направленный параллельно обкладкам плоского конденсатора, на пути 6 см отклоняется на расстояние 2,5 мм от первоначального направления. Каждую скорость и кинетическую энергию имеют электроны катодного луча в момент влета в конденсатор? Напряжённость электрического поля внутри конденсатора 30 кВ/м.

44. Тонкое кольцо радиуса 4 см несет заряд, равномерно распределенный с линейной плотностью 4·10^-8 Кл/м. Какова напряженность электрического поля в точке, равноудаленной от всех точек кольца на расстояние 5 см?

45. На расстоянии 3 см от прямой проволоки длиной 150 см, на которой равномерно распределён заряд 0,3 мкКл, находится пылинка с зарядом -0,2 мкКл. Определить силу, действующую на пылинку.

46. Внутренний цилиндрический проводник кабеля имеет диаметр 2 мм и заряжен линейно с плотностью заряда 10^-8 Кл/м. Внешняя оболочка кабеля имеет диаметр 8 мм. Изолятором служит полихлорвинил (ε = 6). Найти напряженность поля в точках, лежащих на расстояниях 3 и 6 мм от оси кабеля, если его внешняя оболочка заземлена.

47. В вертикально направленном однородном электрическом поле капелька массой 30 мкг, имеющая заряд 2,5 нКл, оказалась в равновесии. Определить напряженность электрического поля.

48. В однородном электрическом поле с вектором напряженности, направленным вертикально вверх помещен положительно заряженный шарик с зарядом 3,33 нКл, привязанный к концу шелковой нити, длина которой велика по сравнению с размерами шарика. Другой конец нити закреплен. Масса шарика 0,1 г. С каким периодом будет колебаться шарик, если сила, действующая на него со стороны электрического поля, больше силы тяжести? Какой величины должна быть напряженность Е, чтобы шарик колебался с периодом Т₀=2π

49. В вершинах при острых углах ромба, составленного из двух равносторонних треугольников со стороной а, помещены положительные заряды q. В вершине при одном из тупых углов ромба помещен также положительный заряд q₀. Определить напряженность электрического поля в четвертой вершине ромба.

50. Напряжённость электрического поля Земли около поверхности в среднем равна 130 В/м. Какой заряд имела бы Земля, если бы напряжённость около всей её поверхности одновременно имела эту величину?

51. В вершинах равностороннего треугольника расположены точечные заряды по 10^-8 Кл каждый. Длина стороны треугольника 4 см. Определить напряженность электрического поля в центре треугольника и в точке, лежащей на середине стороны треугольника.

52. В вершинах квадрата со стороной 20 см расположены заряды одинаковой величины. В случае, когда два соседних заряда положительные, а два других - отрицательные, напряженность поля в центре квадрата равна 320 В/м. Определить величины зарядов.

53.Пространство между двумя параллельными бесконечными плоскостями с поверхностной плотностью зарядов +5∙10^-8 и -9·10^-7 Кл/м² заполнено диэлектриком с диэлектрической проницаемостью, равной 5,3. Определить напряженность поля: а) между плоскостями; б) вне плоскостей.

54. Две параллельные плоскости одноименно заряжены с поверхностной плотностью зарядов 7 и 3 нКл/м². Определить напряженность поля: а) между плоскостями; б) вне плоскостей.

55. Поверхностная плотность заряда бесконечной равномерно заряженной плоскости равна 0,85 нКл/м². Определить поток вектора напряженности через поверхность сферы диаметром 8,5 см, рассекаемой этой плоскостью пополам.

56. Математический маятник представляет собой шарик массой 0,3 г, подвешенный на шелковой нити длиной 26 см. Как изменится период колебаний маятника, если, сообщив шарику положительный или отрицательный заряд ±7,67 нКл, поместить маятник в однородном электрическом поле с напряженностью 400 кВ/м, силовые линии которого направлены вертикально вниз?

57. Кольцо радиуса 5 см из тонкой проволоки равномерно заряжено зарядом 30 нКл. Определить: а) напряженность поля в центре кольца; б) напряженность в точке, находящейся на перпендикуляре к плоскости кольца, восстановленном из центра кольца, и отстоящей от него на расстоянии 5 см; в) максимальную напряженность на этом перпендикуляре.

58. Электрическое поле создано бесконечной плоскостью, заряженной с поверхностной плотностью 240 нКл/м², и бесконечной прямой нитью, заряженной с линейной плотностью 80 нКл/м. На расстоянии 7 см от нити находится точечный заряд 15 нКл. Определить величину силы, действующей на заряд, если заряд и нить лежат в плоскости, параллельной заряженной плоскости.

59. Какой угол α с вертикалью составляет нить, на которой висит заряженный шарик массой 0,2 г, помещенный в горизонтальное однородное электрическое поле напряженностью 0,7 МВ/м? Заряд шарика 3,З нКл.

60. Бесконечно длинная тонкостенная металлическая трубка радиусом 3 см несёт равномерно распределенный по поверхности заряд 8,7 нКл/м². Определить напряженность поля в точках, отстоящих от оси трубки на расстояниях 1,5 и 5,3 см.

61. Электрон, пройдя в плоском конденсаторе путь от одной пластины до другой, приобретает скорость 2 ·10⁶ м/с. Расстояние между пластинами 6,2 мм. Найти разность потенциалов между пластинами и напряженность электрического поля внутри конденсатора.

62. Два шарика массой по 1 мг подвешены в общей точке на нитях длиной 0,3 м. Шарикам сообщили заряд, и нити разошлись на угол 90°. Определить напряженность и потенциал поля в точке подвеса шарика.

63. Два одинаковых заряда находятся в воздухе на расстоянии 10 см друг от друга. Напряженность поля в точке, удаленной на расстояние 6 см от одного и на 8 см от другого заряда, равна 28 кВ/м. Определить потенциал поля в этой точке и значение зарядов.

64. Пучок электронов, пройдя ускоряющую разность потенциалов 6,8 кВ, влетает в середину между пластинами плоского конденсатора параллельно им. Какое напряжение необходимо подать на пластины конденсатора, чтобы пучок электронов при выходе из конденсатора отклонился от своего начального направления на максимальный угол? Длина пластин 6 см, расстояние между ними 1,8 см.

65. Две круглые металлические пластины радиусом 5 см каждая, заряженные разноименно, расположены одна против другой параллельно друг другу. Расстояние между пластинами равно 0,4 см, сила взаимного притяжения - 1,2 мН. Определить разность потенциалов между пластинами.

66. Заряды по 2,5 нКл помешены в вершинах равностороннего треугольника со стороной 0,05 м. Равнодействующая сил, действующих на четвертый заряд, помещенный на середине одной из сторон треугольника, равна 0,4 мкН. Определить этот заряд, напряженность и потенциал поля в точке его расположения.

67. Заряд 2 нКл находится на расстоянии 0,08 м от бесконечно длинной равномерно заряженной нити. Под действием поля нити заряд перемещается на 0,05 м. Определить линейную плотность заряда нити, если работа сил поля равна 0,27 мкДж.

68. В вершинах квадрата со стороной 8 см расположены точечные заряды q₁ = +1, q₂ = -2, q₃= +3, q₄=-4 нКл. Определить потенциал и напряженность электрического поля в центре квадрата.

69. По вершинам правильного шестиугольника со стороной 4 см расположены равные точечные заряды по 3,3 нКл каждый. Определить: а) работу электрических сил при перенесении заряда q₀=q/2 из центра шестиугольника в середину одной из его сторон; б) чему равна эта работа, если заряды равны между собой по абсолютной величине, но соседние заряды противоположны по знаку.

70. Две круглые пластинки диаметром по 4 см разделены диэлектриком толщиною 4 мм с диэлектрической проницаемостью, равной 4,4. С какой силой пластинки взаимодействуют, если они заряжены до разности потенциалов 80 В?

71. Плоский конденсатор с горизонтально расположенными пластинами заряжен до разности потенциалов 2000 В. Расстояние между пластинами 4 см. Капля ртути, имеющая заряд 1,5 мкКл, движется вверх под действием электрического поля конденсатора с ускорением 1.5 м/с². Определить радиус капли.

72. Определить потенциал точки поля, находящейся на расстоянии
3 см от центра заряженного шара диаметром 2,2 см (диэлектрическая проницаемость среды равна 3), если заданы: а) поверхностная плотность заряда на шаре, равная 0,2 нКл/м²: б) потенциал шара, равный 220 В.

73. Два параллельных тонких кольца радиуса r имеют общую ось. Расстояние между их центрами d. Найти работу А, совершаемую электрическими силами при перемещении заряда q₀ из центра первого кольца в центр второго, если по первому кольцу равномерно распределен заряд q₁, а по второму кольцу – заряд q₂.

74. Имеются заряды q₁ = +2·10^-8 Кл, q₂=-2·10^-8 Кл на расстоянии 7 см друг от друга. Найти потенциал той точки, которая находится на расстоянии 7 см от первого и на 14 см от второго заряда. Определить величину градиента потенциала в этой точке.

75. Протон движется со скоростью 5,5 Мм/с. На какое расстояние может приблизиться этот протон к ядру атома меди? Протон и ядро атома считать точечными зарядами. Влиянием электронной оболочки атома алюминия пренебречь.

76. До какого потенциала можно зарядить находящийся в воздухе уединенный металлический шар радиусом 4 см, если напряженность электрического поля, при которой происходит пробой в воздухе, равна 2·10⁶ В/м?

77. Между двумя горизонтальными пластинами с разностью потенциалов 0,5 кВ висит капелька масла, радиус которой 1,85 мкм. Расстояние между пластинами 0,5см. Плотность масла 800 кг/м³. Найти заряд капли.

78. Два одинаково заряженных шарика, расположенных друг от друга на расстоянии 15 см (между центрами), взаимодействуют с силой 2 мкН. До какого потенциала заряжены шарики, если их диаметры 1,8 см?

79. Кольцо радиуса 6,5 см из тонкой проволоки равномерно заряжено зарядом 20 нКл. Определить : а) потенциал точки, лежащей на перпендикуляре к плоскости кольца, как функцию расстояния h точки от плоскости кольца; б) напряжённость как градиент потенциала; в) потенциал и напряженность в центре кольца при h=10 см.

80. На тонком кольце радиуса rравномерно распределен заряд q. Какова наименьшая величина υ скорости, которую нужно сообщить находящемуся в центре кольца шарику массой т с зарядом q₀ , чтобы он мог удалиться от кольца в бесконечность?

81. В центре полого металлического шара радиусом 0,5 м, несущего положительный заряд q₁=3,33 нКл, находится маленький шарик с положительным или отрицательным зарядом q=±2q₁. Определить потенциал электрического поля в точке, находящейся на расстоянии 10R от центра шара.

82. Напряженность однородного электрического поля 3600В/м. Вычислить разность потенциалов между двумя точками, удаленными друг от друга на 2 см и лежащими на прямой, составляющей угол 60° с направлением вектора напряженности.

83. Три пластинки расположены параллельно друг другу на расстоянии 1,5 мм между собой. Какова разность потенциалов между пластинами, если на первой находится равномерно распределенный заряд плотностью 10 мкКл/м², на второй - 20 мкКл/м² и на третьей - 30 мкКл/м²?

84. N одинаковых шарообразных капелек ртути заряжены одноименно до одного и того же потенциала φ₁. Каков будет потенциал φ большой капли ртути, получившейся в результате слияния этих капель?

85. Между двумя плоскими параллельными вертикальными пластинами, отстоящими на расстояние 0,8 см, равномерно в воздухе падает капелька, масса которой 2·10^-9 г. При наложении на пластины разности потенциалов 500 В капелька будет падать под углом 12º к вертикали. Предполагая, что скорость капельки пропорциональна действующей на нее силе, определить находящийся на ней заряд.

86. В электронно-лучевой трубке пучок электронов влетает в середину между пластинами плоского конденсатора параллельно им. При подаче на конденсатор напряжения свыше 1 кВ электроны не вылетают из него. Определить ускоряющее электроны напряжение. Длина конденсатора 5,6 см, расстояние между пластинами 1,8 см.

87. Какая работа совершается при перенесении точечного заряда 9 нКл из бесконечности в точку, находящуюся на расстоянии 0,9 см от поверхности шара радиусом 1 см с поверхностной плотностью заряда 15 мкКл/м²?

88. Заряженный шар А радиусом 1 см приводится в соприкосновение с незаряженным шаром В, радиус которого 2 см. После того как шары разъединили, энергия шара В оказалась равной 0,2 Дж. Какой заряд был на шаре А до их соприкосновения?

89. В поле бесконечной равномерно заряженной плоскости с поверхностной плотностью заряда 25 мкКл/м² перемещается заряд из точки, находящейся на расстоянии 5 см от плоскости, в точку на расстоянии 25 см от нее. Определить заряд, если при этом совершается работа 3,5 мДж

90. Со скоростью 3·10⁷ м/с электрон влетает в пространство между обкладками плоского конденсатора в середине зазора в направлении, параллельном обкладкам. При какой минимальной разности потенциалов на обкладках электрон не вылетит из конденсатора, если длина конденсатора 6,6 см, а расстояние между его обкладками 0,8 см?

91. Имеются три конденсатора. Емкость одного из них С₁= 3 мкФ. Когда конденсаторы соединены последовательно, то емкость цепи равна С₀= 0,75 мкФ, а падение напряжения на конденсаторе с емкостью С₁равно U₁=20В. При параллельном соединении конденсаторов емкость цепи С = 7 мкФ. Определить неизвестные емкости С₂и С₃двух конденсаторов и падения напряжения U₂ и U₃ на них (при последовательном соединении).

92. Конденсатором емкостью С₁=20 мкФ, заряженный до разности потенциалов U₁= 100В, соединили параллельно с заряжённым до разности потенциалов U₂=40 В конденсатором, емкость которого неизвестна. Определить емкость С₂второго конденсатора, если разность потенциалов после соединения оказалась U=80 В (соединяются обкладками, имеющими одноименные заряды).

93. Два одинаковых воздушных конденсатора С= 8,9·10^-10 Ф заряжены до напряжения U=900 В. Один из конденсаторов погружается в заряженном состоянии в жидкий диэлектрик с диэлектрической проницаемостью, равной 2,8, после чего конденсаторы соединяются параллельно. Определить работу возникшего при этом разряда.

94. Пробивное напряжение для диэлектрика толщиной в 1 мм равно 18000 В. Два конденсатора с изолирующим слоем из такого диэлектрика, один емкостью 1100 пФ, другой емкостью 400 пФ, соединены последовательно. Будет ли эта система пробита, если дать на нее напряжение 30 кВ?

95. При изучении фотоэлектрических явлений используют сферический конденсатор, состоящий из центрального катода - металлического шарика диаметром 1,2 см и анода - внутренней поверхности посеребренной внутри сферической колбы диаметром 9 см. Воздух из колбы откачивается. Найти емкость такого конденсатора.

96. Определить емкость плоского конденсатора с площадью обкладок S= 300 см². Между обкладками находится стекло (d₁=1 мм), покрытое с обеих сторон слоем парафина (толщина каждого слоя d₂=0,2 мм).

97. Между пластинами плоского конденсатора, находящимися на расстоянии 1 см друг от друга, приложена разность потенциалов 120 В. В пространстве между пластинами помещаются плоскопараллельные пластинки стекла и парафина толщиной 0,5 см каждая. Найти: а) напряженность электрического поля в каждом слое: б) падение потенциала на каждом слое: в) емкость конденсатора, если площадь пластины 80 см².

98. Два плоских конденсатора, имеющих емкость по С=10 пФ каждый, соединены в батарею последовательно. На сколько изменится емкость батареи, если пространство между пластинами одного из конденсаторов заполнить диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ɛ= 8?

99. Пробивное напряжение для диэлектрика определенной толщины равно 18 кВ. Два конденсатора с изолирующим слоем из такого диэлектрика данной толщины (один ем костью 1,1 нФ, другой емкостью 0,4 нФ) соединены последовательно. Будет ли эта система пробита, если дать на нее напряжение 30 кВ?

100. Коаксиальный кабель имеет диаметр центральной жилы 1 мм, диаметр экрана 8 мм. Определить энергию, которая выделится при коротком замыкании кабеля длиной З м, находящегося под напряжением 4 кВ, если диэлектрическая проницаемость изолятора (полихлорвинила) равна 6.

101. Плоский конденсатор заполнен диэлектриком, и на его пластины подана некоторая разность потенциалов. Его энергия при этом равна 2·10^-5 Дж. После того как конденсатор отключили от источника напряжения, диэлектрик вынули из конденсатора. Работа, которую надо было совершить против сил электрического поля, чтобы вынуть диэлектрик, равна 7·10^-5 Дж. Найти диэлектрическую проницаемость диэлектрика.

102. Пластинки воздушного конденсатора имеют площадь S=200 см² и отдалены друг от друга на расстояние d₁= 3 мм. Между ними находится металлическая пластинка с такой же площадью толщиной d₂=1 мм, изолированная от земли. Конденсатор заряжен до напряжения U