Экз. билеты 2ч -2021_печать. Экзаменационные билеты шбип 012022 Томский политехнический
 Скачать 1.23 Mb.
|
|
Экзаменационные билеты ШБИП 01/2022 Томский политехнический университет Экзаменационный билет № 1 по дисциплине: Физика 2 Школа базовой инженерной подготовки Курс 2 Составители: Обухов С.В. УТВЕРЖДАЮ: И.О. Руководителя ОЕН ШБИП _____________ Лисичко Е.В. ЧАСТЬ А (10 баллов) По части А дать развернутый ответ 1. Взаимодействие зарядов. Закон Кулона. Электрическое поле. Напряженность поля. 2. Закон Био-Савара-Лапласа и его применение к прямолинейному проводнику. ЧАСТЬ B (6 баллов) По части B ответ обосновать 1. Если напряженность поля в некоторой точке равна нулю, то должен ли в ней равняться нулю потенциал? 2. Будут ли взаимодействовать между собой 2 металлических несоприкасающихся шара, один из которых заряжен, а другой нет? Если будут, то как? 3. Найдите выражение для силы взаимодействия двух бесконечных прямолинейных одинаковых токов противоположного направления. Начертите рисунок с указанием сил. 4. Как направлен индукционный ток, возникающий при размыкании цепи? Поче- му? 5. Запишите формулу периода гармонических колебаний в колебательном контуре. ЧАСТЬ C (4 балла) 1. На расстоянии 20 см находятся два точечных заряда -50 нКл и +100 нКл. Опре- делить силу, действующую на заряд -10 нКл, удаленный от обоих зарядов на рас- стояние 20 см. 2. Ток течет по длинному прямому проводнику, сечение которого имеет форму тонкой дуги (полукольца) длиной l и радиусом R. Определить индукцию магнитно- го поля в точке О - центр полукольца, если R = 0,1 м, I = 6 А, l = R/2. Экзаменационные билеты ШБИП 01/2022 Томский политехнический университет Экзаменационный билет № 2 по дисциплине: Физика 2 Школа базовой инженерной подготовки Курс 2 Составители: Обухов С.В. УТВЕРЖДАЮ: И.О. Руководителя ОЕН ШБИП _____________ Лисичко Е.В. ЧАСТЬ А (10 баллов) По части А дать развернутый ответ 1. Суперпозиция полей. Поле диполя. 2. Экстратоки замыкания и размыкания. ЧАСТЬ B (6 баллов) По части B ответ обосновать 1. Положительный точечный заряд перемещается по замкнутому контуру в поле отрицательного заряда q 0 Направление перемещения указано на рисунке стрел- ками. На каком участке (1, 2, 3, 4) работа по перемеще- нию заряда положительна? 2. Толстая и тонкая проволоки из одного материала, имеющие одинаковую длину подсоединены к одинако- вым источникам тока. На какой из них выделится больше тепла за одно и тоже время? 3. Закон Био-Савара-Лапласа: а) определение; б) математическая запись в векторной форме. 4. От чего зависит величина ЭДС индукции в замкнутом контуре? 5. Запишите дифференциальное уравнение затухающих колебаний и его решение. ЧАСТЬ C (4 балла) 1. Какую работу надо совершить, чтобы перенести заряд 5 нКл из центра равно- мерно заряженного кольца радиусом 10 см, с линейной плотностью 200 нКл/м в точку, расположенную на оси кольца на расстоянии 20 см от его центра? 2. Два бесконечно длинных прямых провода скрещены под прямым углом. По проводам текут токи силой I 1 = 80 А и I 2 = 60 А. Расстояние d между проводами равно 10 см. Определить магнитную индукцию В в точке А, одинаково удаленной от обоих проводников (Рис.). Экзаменационные билеты ШБИП 01/2022 Томский политехнический университет Экзаменационный билет № 3 по дисциплине: Физика 2 Школа базовой инженерной подготовки Курс 2 Составители: Обухов С.В. УТВЕРЖДАЮ: И.О. Руководителя ОЕН ШБИП _____________ Лисичко Е.В. Экзаменационные билеты ШБИП 01/2022 Томский политехнический университет Экзаменационный билет № 4 по дисциплине: Физика 2 Школа базовой инженерной подготовки Курс 2 Составители: Обухов С.В. УТВЕРЖДАЮ: И.О. Руководителя ОЕН ШБИП _____________ Лисичко Е.В. ЧАСТЬ А (10 баллов) По части А дать развернутый ответ 1. Линии напряженности. Поток вектора напряженности. Теорема Гаусса и ее до- казательство. 2. Сила Ампера и ее применение. Работа силы Ампера. Сила взаимодействия двух параллельных токов. ЧАСТЬ B (6 баллов) По части B ответ обосновать 1. В поле, создаваемом двумя разноименно заряженными бесконечно длинными парал- лельными плоскостями с поверхностной плотностью заряда , перемещается отрица- тельный точечный заряд (-q) из точки 1 в точку 3 по пути 1-2-3 (см. рис.) а) Какую работу при этом совершают силы электростатического поля? б) Почему электростатические силы называют консервативными? 2. Пластину из диэлектрика внесли в заряженный плоский конденсатор. Получится ли два разноименно заряженных диэлектрика, если, не вынимая пластину из кон- денсатора, распилить ее параллельно обкладкам конденсатора? 3. Используя теорему о циркуляции вектора магнитной индукции В, рассчитайте магнитное поле соленоида. 4. Почему для характеристики магнитного поля вводят две величины: магнитную индукцию и напряженность магнитного поля? Какое различие между ними? 5. Нарисовать схему колебательного контура, в котором возникают незатухающие колебания. ЧАСТЬ C (4 балла) 1. Какую работу необходимо совершить, чтобы увеличить расстояние между пла- стинами плоского вакуумного конденсатора площадью 100 см 2 от 0,03 м до 0,1 м? Напряжение между пластинами конденсатора постоянное и равно 220 В. 2. Магнитное поле с индукцией В = 0,01 Тл и электрическое поле напряженностью Е = 1000 В/м направлены одинаково. Электрон влетает в данное электромагнитное поле со скоростью υ = 10 5 м/с. Найти нормальное, тангенциальное и полное уско- Экзаменационные билеты ШБИП 01/2022 Томский политехнический университет Экзаменационный билет № 5 по дисциплине: Физика 2 Школа базовой инженерной подготовки Курс 2 Составители: Обухов С.В. УТВЕРЖДАЮ: И.О. Руководителя ОЕН ШБИП _____________ Лисичко Е.В. рение электрона для случая: скорость электрона направлена вдоль силовых линий Е. Экзаменационные билеты ШБИП 01/2022 Томский политехнический университет Экзаменационный билет № 6 по дисциплине: Физика 2 Школа базовой инженерной подготовки Курс 2 Составители: Обухов С.В. УТВЕРЖДАЮ: И.О. Руководителя ОЕН ШБИП _____________ Лисичко Е.В. ЧАСТЬ А (10 баллов) По части А дать развернутый ответ 1. Применение теоремы Гаусса к расчету поля сферы и шара. 2. Магнитное поле на границе раздела сред ЧАСТЬ B (6 баллов) По части B ответ обосновать 1. Положительный заряд +q равномерно распределен по поверхности сферы радиусом R. На расстоянии 2R от центра сферы находится точка А. Используя определе- ние разности потенциалов электрического поля, найдите разность потенциалов между центром сферы и точкой А. 2. Почему электростатическое поле называют потенци- альным? Запишите условие потенциальности поля. 3. Рассчитайте, применяя закон Био-Савара-Лапласа, магнитное поле прямого тока. 4. Напишите основной закон электромагнитной индукции (закон Фарадея). Что означает знак «минус» в этом законе? 5. Нарисовать схему колебательного контура, в котором возникают затухающие колебания. ЧАСТЬ C (4 балла) 1. Тонкий длинный стержень равномерно заряжен с линейной плотностью 10 мкКл/м. На продолжении оси стержня на расстоянии 20 см от его конца нахо- дится точечный заряд, равный 10 нКл. Определить силу взаимодействия заряжен- ного стержня и точечного заряда. 2. Электрон, обладающий скоростью υ = 210 6 м/с, влетел в однородное магнитное поле с индукцией В = 0,5710 3 Тл под углом = 30 к направлению линий поля. Определите радиус R и шаг h винтовой линии, по которой движется электрон. Экзаменационные билеты ШБИП 01/2022 Томский политехнический университет Экзаменационный билет № 7 по дисциплине: Физика 2 Школа базовой инженерной подготовки Курс 2 Составители: Обухов С.В. УТВЕРЖДАЮ: И.О. Руководителя ОЕН ШБИП _____________ Лисичко Е.В. ЧАСТЬ А (10 баллов) По части А дать развернутый ответ 1. Применение теоремы Гаусса для расчета напряженности электрического поля. Поле заряженной плоскости и двух плоскостей. Поле бесконечного круглого ци- линдра. 2. Сила Лоренца. Движение частиц в магнитных полях. ЧАСТЬ B (6 баллов) По части B ответ обосновать 1. Перечислите основные свойства электрического заряда. 2. Поток вектора напряженности электростатического поля через некоторую за- мкнутую поверхность, проходящую через точку A равен нулю. Можно ли утвер- ждать, что на заряд, помещенный в точку A, электрические силы не действуют? 3. В чем заключается явление самоиндукции и взаимной индукции? 4. Где начало и конец линий вектора B ? Запишите теорему Гаусса для вектора магнитной индукции B 5. Запишите дифференциальное уравнение затухающих колебаний в колебатель- ном контуре и его решение. ЧАСТЬ C (4 балла) 1. Длинный стеклянный цилиндр радиусом 2 см равномерно заряжен с объемной плотностью 20 нКл/м 3 . Определить напряженность и смещение электрического по- ля на расстоянии 1 см от оси цилиндра. 2. Круговой контур с радиусом 2 см помещен в однородное магнитное поле так, что плоскость контура перпендикулярна силовым линиям поля. По контуру течет ток 2 А, напряженность магнитного поля равна 150 кА/м. Какую работу надо со- вершить, чтобы повернуть контур на 90 вокруг оси, совпадающей с диаметром контура? Экзаменационные билеты ШБИП 01/2022 Томский политехнический университет Экзаменационный билет № 8 по дисциплине: Физика 2 Школа базовой инженерной подготовки Курс 2 Составители: Обухов С.В. УТВЕРЖДАЮ: И.О. Руководителя ОЕН ШБИП _____________ Лисичко Е.В. ЧАСТЬ А (10 баллов) По части А дать развернутый ответ 1. Понятие о дивергенции векторной функции. Закон Гаусса в дифференциальной форме. 2. Эффект Холла. ЧАСТЬ B (6 баллов) По части B ответ обосновать 1. Совпадает ли линия напряженности с траекторией движения заряда в поле? 2. Если известна напряженность в данной точке, то можно ли найти потенциал в этой точке? Если нет, то какая дополнительная информация для этого потребуется? 3. Запишите выражение для внутренней и внешней контактной разности потенци- алов. 4. Как направлен индукционный ток, возникающий при замыкании цепи? Почему? 5. Запишите энергию гармонического осциллятора. ЧАСТЬ C (4 балла) 1. На тонком кольце равномерно распределен заряд с линейной плотностью 0,2 нКл/м. Радиус кольца 15 см. Определить напряженность поля в точке, располо- женной на перпендикуляре, восстановленном из центра кольца и находящейся на расстоянии 20 см от плоскости кольца. 2. Электрон, ускоренный разностью потенциалов 300 В, движется параллельно прямолинейному длинному проводу на расстоянии 4 мм от него. Какая сила будет действовать на электрон, если по проводнику пустить ток 5 А? Экзаменационные билеты ШБИП 01/2022 Томский политехнический университет Экзаменационный билет № 9 по дисциплине: Физика 2 Школа базовой инженерной подготовки Курс 2 Составители: Обухов С.В. УТВЕРЖДАЮ: И.О. Руководителя ОЕН ШБИП _____________ Лисичко Е.В. ЧАСТЬ А (10 баллов) По части А дать развернутый ответ 1. Работа сил электростатического поля. Потенциал электрического поля. 2. Переменный ток. Сопротивление, емкость и индуктивность в цепи переменного тока. ЧАСТЬ B (6 баллов) По части B ответ обосновать 1. Двум одинаковым металлическим шарам сообщили равные по модулю, но про- тивоположные электрические заряды +q и –q. На сколько при этом изменилась масса шаров? Как изменится суммарная масса? 2. Могут ли линии напряженности электростатического поля пересекаться, касать- ся, быть замкнутыми? 3. Что называют гиромагнитным отношением? Приведите их. 4. Чему равна работа силы Лоренца при движении протона в магнитном поле? От- вет обосновать. 5. Нарисовать схему колебательного контура, в котором возникают вынужденные колебания. ЧАСТЬ C (4 балла) 1. Определить напряженность поля, создаваемого длинным цилиндром радиусом 2 см на расстоянии 5 см от его поверхности, если поверхностная плотность заряда на цилиндре равна 5 нКл/м 2 , и цилиндр помещен в масло. 2. Два параллельных бесконечно длинных провода, по которым текут в одном направлении токи I = 60 А, расположены на расстоянии d = 10 см друг от друга. Определить индукцию магнитного поля в точке, отстоящей от одного проводника на расстоянии r 1 = 5 см и от другого – на расстоянии r 2 = 12 см. Экзаменационные билеты ШБИП 01/2022 Томский политехнический университет Экзаменационный билет № 10 по дисциплине: Физика 2 Школа базовой инженерной подготовки Курс 2 Составители: Обухов С.В. УТВЕРЖДАЮ: И.О. Руководителя ОЕН ШБИП _____________ Лисичко Е.В. ЧАСТЬ А (10 баллов) По части А дать развернутый ответ 1. Связь между, напряженностью электрического поля и потенциалом. Эквипотен- циальные поверхности. 2. Рамка с током в однородном магнитном поле. Энергия контура с током. ЧАСТЬ B (6 баллов) По части B ответ обосновать 1. Два металлических шара расположены на некотором расстоянии друг от друга. С одинаковой ли по модулю силой будут взаимодействовать шары в случаях, когда они заряжены одноименно и разноименно? 2. Будет ли изменяться поток вектора напряженности электростатического поля через замкнутую поверхность, окружающую некоторые заряженные тела, если эти тела перемешаются, оставаясь внутри поверхности? 3. В прямолинейном проводнике, расположенном горизонтально, ток течет «от нас». Начертите силовые линии магнитного поля, создаваемого проводником, и укажите их направление. 4. Дайте определение дипольного магнитного момента контура с током. От чего он зависит? Запишите формулу. 5. Напряжение на конденсаторе в цепи переменного тока. ЧАСТЬ C (4 балла) 1. Определить потенциальную энергию системы четырех точеч- ных зарядов, расположенных так, как показано на рисунке. Все заряды положительные и равны 50 нКл, a = 5 см. 2. Контур в виде прямоугольника со сторонами a = 10 см и b = 15 см расположен в плоскости, в которой находит- ся очень длинный прямой провод. По контуру и по проводу те- кут токи I 1 = I 2 = 12 A. Определить силу, с которой пря- мой провод с током действует на контур, если расстоя- ние r = 2 см. a q q q q r a b I 1 I 2 Экзаменационные билеты ШБИП 01/2022 Томский политехнический университет Экзаменационный билет № 11 по дисциплине: Физика 2 Школа базовой инженерной подготовки Курс 2 Составители: Обухов С.В. УТВЕРЖДАЮ: И.О. Руководителя ОЕН ШБИП _____________ Лисичко Е.В. ЧАСТЬ А (10 БАЛЛОВ) По части А дать развернутый ответ 1. Поляризация диэлектрика. Диполь в однородном электрическом поле. 2. Теорема о циркуляции вектора напряженности магнитного поля и ее примене- ние. ЧАСТЬ B (6 баллов) По части B ответ обосновать 1. Могут ли эквипотенциальные поверхности электростатического поля пересе- каться, касаться? 2. Отрицательный заряд q приближается из бесконечно удаленной точки к непо- движному положительному заряду Q. Как изменяются при этом движении кинети- ческая, потенциальная и полная энергия заряда q в поле заряда Q. 3. Сформулируйте закон Ома для участка цепи и для замкнутой цепи. Что такое ЭДС источника тока? 4. Запишите выражение для магнитного поля движущегося заряда. Покажите направление поля. 5. Напряжение на индуктивности в цепи переменного тока. ЧАСТЬ C (4 балла) 1. Тонкий стержень длиной 12 см несет равномерно распределенный заряд, кото- рый создает в точке, находящейся на расстоянии 5 см от стержня против его сере- дины, напряженность поля равную 55,7 кВ/м. Определить линейную плотность за- ряда на стержне. 2. Участок цепи состоит из сопротивления R = 0,2 Ом и индуктивности L = 0,02 Гн. Ток изменяется по закону I = 3 t. Найти разность потенциалов между точками А и С в зависимости от времени t. Экзаменационные билеты ШБИП 01/2022 Томский политехнический университет Экзаменационный билет № 12 по дисциплине: Физика 2 Школа базовой инженерной подготовки Курс 2 Составители: Обухов С.В. УТВЕРЖДАЮ: И.О. Руководителя ОЕН ШБИП _____________ Лисичко Е.В. ЧАСТЬ А (10 БАЛЛОВ) По части А дать развернутый ответ 1. Электрическое поле в диэлектриках. Связь вектора поляризации и поверхност- ной плотности поляризационных зарядов. 2. Вихревое электрическое поле. Закон электромагнитной индукции в дифферен- циальной форме. ЧАСТЬ B (6 баллов) По части B ответ обосновать 1. В центре замкнутой сферической поверхности находится положительный точеч- ный заряд. а) Запишите поток вектора напряженности через данную сферическую поверх- ность. б) Как изменится поток, если заряд будет расположен вне замкнутой поверхности. 2. Диполь во внешнем однородном электрическом поле: а) какие силы действуют на диполь? б) чему равен момент этих сил? 3. Покажите направление сил, действующих на провод- ники. 4. Напишите формулу для определения модуля dB по за- кону Био-Савара-Лапласа. 5. Запишите дифференциальное уравнение вынужденных колебаний и его реше- ние. ЧАСТЬ C (4 балла) 1. Определить потенциальную энергию системы трех точечных зарядов, располо- женных в вершинах равностороннего прямоугольного треугольника с катетами 10 см. Заряды одинаковы по абсолютной величине и равны 10 нКл. Заряд, находя- щийся в вершине прямого угла отрицательный, остальные положительные. 2. Между полюсами электромагнита в горизонтальном магнитном поле помещен проводник в горизонтальном положении, причем направление проводника перпен- дикулярно магнитному полю. Какой ток должен идти через проводник, чтобы он I 1 I 2 Экзаменационные билеты ШБИП 01/2022 Томский политехнический университет Экзаменационный билет № 13 по дисциплине: Физика 2 Школа базовой инженерной подготовки Курс 2 Составители: Обухов С.В. УТВЕРЖДАЮ: И.О. Руководителя ОЕН ШБИП _____________ Лисичко Е.В. висел, не падая, если индукция поля равна 0,01 Тл, а сила тяжести, действующая на 1 м проводника равна 9,810 -2 Н? Экзаменационные билеты ШБИП 01/2022 Томский политехнический университет Экзаменационный билет № 14 по дисциплине: Физика 2 Школа базовой инженерной подготовки Курс 2 Составители: Обухов С.В. УТВЕРЖДАЮ: И.О. Руководителя ОЕН ШБИП _____________ Лисичко Е.В. ЧАСТЬ А (10 баллов) По части А дать развернутый ответ 1. Вектор электрического смещения. Теорема Гаусса для диэлектриков. 2. Контур с током в магнитном поле. ЧАСТЬ B (6 баллов) По части B ответ обосновать 1. О чем говорит принцип суперпозиции электрического поля? 2. Какая связь между напряженностью и потенциалом? Как нарисовать силовые линии электростатические поля, если известны эквипотенциальные поверхности. 3. Что называется, магнитной силовой линией? Какой вид имеют магнитные сило- вые линии прямолинейного тока? Кругового тока? Начертите. Как узнать направ- ление магнитных силовых линий? 4. В чем состоит закон Ленца (правило Ленца)? 5. Эффективное значение силы тока и напряжения. ЧАСТЬ C (4 балла) 1. Два шарика одинакового веса и радиуса подвешены на двух нитях так, что их поверхности соприкасаются. Вес каждого шарика равен 5г и длина нитей 10 см. Определить заряд, который необходимо сообщить шарикам, чтобы натяжение ни- тей стало равным 0,1 Н. 2. Два круговых витка радиусом R = 4 см каждый расположены в параллельных плоскостях на расстоянии d = 5 см друг от друга. По виткам текут токи I 1 = I 2 = 4 А. Найти напряженность H магнитного поля в центре одного из витков, если: токи в витках текут в одном направлении. Экзаменационные билеты ШБИП 01/2022 Томский политехнический университет Экзаменационный билет № 15 по дисциплине: Физика 2 Школа базовой инженерной подготовки Курс 2 Составители: Обухов С.В. УТВЕРЖДАЮ: И.О. Руководителя ОЕН ШБИП _____________ Лисичко Е.В. ЧАСТЬ А (10 баллов) По части А дать развернутый ответ 1. Преломление линий напряженности на границе раздела двух диэлектриков. Гра- ничные условия для векторов E и D на границе раздела двух диэлектриков. Поле в однородном диэлектрике. 2. Электромагнитная индукция в технике: токи Фуко, индукционная печь. Скин- эффект. ЧАСТЬ B (6 баллов) По части B ответ обосновать 1. Докажите, что емкость параллельного соединения конденсаторов определяется формулой C = C 1 + C 2 2. Во сколько раз масса частицы, несущей элементарный заряд должна быть боль- ше массы электрона, чтобы при взаимодействии таких частиц сила кулоновского отталкивания уравновесилась бы силой гравитационного притяжения? 3. Примените закон Био-Савара-Лапласа для вычисления напряженности и магнит- ной индукции на оси кругового тока. 4. Теорема о циркуляции вектора напряженности магнитного поля: а) определение; б) математическая запись в интегральной и дифференциальной форме. 5. Мощность переменного при наличии только реактивного сопротивления ЧАСТЬ C (4 балла) 1. Два точечных заряда +18 нКл и -12 нКл расположены на расстоянии 10 см друг от друга в воздухе. Определить напряженность электрического поля в точке, отсто- ящей на расстоянии 15 см от каждого заряда. 2. Круговой контур радиусом r = 2 см помещен в однородное магнитное поле, ин- дукция которого В = 0,2 Тл. Плоскость контура перпендикулярна к направлению магнитного поля. Сопротивление контура R = 1 Ом. Какое количество электриче- ства q пройдет через катушку при повороте её на угол = 90? Экзаменационные билеты ШБИП 01/2022 Томский политехнический университет Экзаменационный билет № 16 по дисциплине: Физика 2 Школа базовой инженерной подготовки Курс 2 Составители: Обухов С.В. УТВЕРЖДАЮ: И.О. Руководителя ОЕН ШБИП _____________ Лисичко Е.В. ЧАСТЬ А (10 баллов) По части А дать развернутый ответ 1. Проводники в электрическом поле. Электроемкость уединенного проводника и конденсатора. 2. Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции. (Опы- ты Фарадея). ЧАСТЬ B (6 баллов) По части B ответ обосновать 1. В середину плоского конденсатора поместили металлическую пластину. Как из- менится емкость конденсатора? 2. Напряженность Земли около поверхности в среднем равна 130 В/м. Оцените за- ряд Земли. Радиус Земли равен 6,37 10 6 м. 3. Напишите формулу работы по перемещению проводника с током в магнитном поле. 4. Что такое электромагнитная индукция, индукционный ток. В чем заключается правило Ленца. 5. Запишите дифференциальное уравнение вынужденных колебаний в колебатель- ном контуре и его решение. ЧАСТЬ C (4 балла) 1. Вычислить линейную плотность заряда на цилиндре диаметром 1 см, если напряженность поля на расстоянии 0,5 м от оси цилиндра равна 200 В/м. 2. Проволочная рамка имеет сопротивление R и площадь S. Магнитное поле пер- пендикулярно плоскости рамки и изменяется со временем по закону В = at, где а – постоянная. Как будет изменяться ток, текущий по рамке? Экзаменационные билеты ШБИП 01/2022 Томский политехнический университет Экзаменационный билет № 17 по дисциплине: Физика 2 Школа базовой инженерной подготовки Курс 2 Составители: Обухов С.В. УТВЕРЖДАЮ: И.О. Руководителя ОЕН ШБИП _____________ Лисичко Е.В. ЧАСТЬ А (10 баллов) По части А дать развернутый ответ 1. Емкость плоского, цилиндрического и шарового конденсаторов. Соединение конденсаторов. 2. Правило Ленца. ЧАСТЬ B (6 баллов) По части B ответ обосновать 1. В центре замкнутой сферической поверхности находится положительный точеч- ный заряд. а) Запишите поток вектора напряженности через данную сферическую поверх- ность. б) Как изменится поток, если заряд будет отрицательный? 2. Диполь находится в однородном внешнем электрическом поле: а) какой потенциальной энергией обладает диполь? б) что происходит с диполем под действием поля? 3. Покажите направление сил, действующих на провод- ники. 4. Запишите формулу для вращательного момента, дей- ствующего на контур с током, помещённый в магнитное поле. 5. Мощность переменного при наличии только активного сопротивления. ЧАСТЬ C (4 балла) 1. Тонкое кольцо радиусом 10 см несет равномерно распределенный заряд 0,1 мкКл. На перпендикуляре к плоскости кольца, восстановленном из его середи- ны, на расстоянии 20 см от центра кольца находится точечный заряд 10 нКл. Опре- делить силу, действующую на заряд со стороны кольца. 2. Какую работу совершает однородное магнитное поле с индукцией 0,015 Тл при перемещении на расстояние 0,2 м проводника длинной 2 м, по которому течет ток 10 А, если перемещение происходит вдоль направления действующей на него си- лы? I 1 I 2 Экзаменационные билеты ШБИП 01/2022 Томский политехнический университет Экзаменационный билет № 18 по дисциплине: Физика 2 Школа базовой инженерной подготовки Курс 2 Составители: Обухов С.В. УТВЕРЖДАЮ: И.О. Руководителя ОЕН ШБИП _____________ Лисичко Е.В. Экзаменационные билеты ШБИП 01/2022 Томский политехнический университет Экзаменационный билет № 19 по дисциплине: Физика 2 Школа базовой инженерной подготовки Курс 2 Составители: Обухов С.В. УТВЕРЖДАЮ: И.О. Руководителя ОЕН ШБИП _____________ Лисичко Е.В. ЧАСТЬ А (10 баллов) По части А дать развернутый ответ 1. Энергия системы зарядов. Энергия заряженного проводника и конденсатора. 2. Магнитомеханические явления ЧАСТЬ B (6 баллов) По части B ответ обосновать 1. Как себя ведет поле вблизи заряженного проводника? 2. Сплошной металлический цилиндр вращается вокруг своей оси. Ось цилиндра и его боковая поверхность соединены проводом с помощью скользящих контактов. Идет ли по проводу ток? 3. Укажите направление вектора магнитной индукции для слу- чая взаимодействия магнитного поля с током, представленном на рисунке. Вектор F и проводник с током находятся в плоско- сти листа. Ответ обоснуйте. 4. Что такое соленоид. Чему равна магнитная индукция вне бесконечного длинного соленоида и внутри него. 5. Добротность. ЧАСТЬ C (4 балла) 1. Тонкое кольцо радиусом 10 см несет равномерно распределенный заряд 0,1 мкКл. На перпендикуляре к плоскости кольца, восстановленном из его середи- ны, на расстоянии 20 см от центра кольца находится точечный заряд 10 нКл. Опре- делить силу, действующую на заряд со стороны кольца. 2. По двум направляющим параллельным проводникам, расстояние между которы- ми 15 см, движется с постоянной скоростью 0,6 м/с перемычка перпендикулярна магнитному полю с индукцией 1 Тл. В замкнутую цепь включен резистор сопро- тивлением 2 Ом. Определить количество теплоты, выделенной в резисторе в тече- ние 2 с. F I Экзаменационные билеты ШБИП 01/2022 Томский политехнический университет Экзаменационный билет № 20 по дисциплине: Физика 2 Школа базовой инженерной подготовки Курс 2 Составители: Обухов С.В. УТВЕРЖДАЮ: И.О. Руководителя ОЕН ШБИП _____________ Лисичко Е.В. ЧАСТЬ А (10 баллов) По части А дать развернутый ответ 1. Постоянный электрический ток. Плотность тока. Связь между силой тока и плотностью тока. Уравнение непрерывности. 2. Явление самоиндукции. Индуктивность. ЧАСТЬ B (6 баллов) По части B ответ обосновать 1. Докажите, что емкость последовательного соединения конденсаторов определя- ется формулой C = C 1 C 2 /(C 1 + C 2 ). 2. По тонкому полукольцу радиусом R равномерно распределен заряд +q. В центре полукольца поместили заряд (-q). Как будет направлена сила, действующая на за- ряд (-q)? (сделайте рисунок). 3. Что называют силой Лоренца. На какие тела она действует. 4. Когда возникает явление самоиндукции. Запишите формулу для ЭДС самоин- дукции 5. Что такое резонанс? Кривая резонанса. ЧАСТЬ C (4 балла) 1. Какую работу надо совершить, чтобы приблизить протон к поверхности заря- женного до потенциала 400 В металлического шара. Первоначально протон нахо- дился на расстоянии 3R от поверхности шара. R – радиус шара. 2. Какую работу совершает однородное магнитное поле с индукцией 0,015 Тл при перемещении на расстояние 0,2 м проводника длинной 2 м, по которому течет ток 10 А, если проводник расположен под углом 30 к направлению поля? Экзаменационные билеты ШБИП 01/2022 Томский политехнический университет Экзаменационный билет № 21 по дисциплине: Физика 2 Школа базовой инженерной подготовки Курс 2 Составители: Обухов С.В. УТВЕРЖДАЮ: И.О. Руководителя ОЕН ШБИП _____________ Лисичко Е.В. ЧАСТЬ А (10 баллов) По части А дать развернутый ответ 1. Сторонние силы . Закон Ома для участка цепи в интегральной и дифференци- альной форме. 2. Энергия магнитного поля ЧАСТЬ B (6 баллов) По части B ответ обосновать 1. Положительный точечный заряд перемещается вдоль силовых линий однородно- го электрического поля. Напишите формулу работы этого поля по перемещению заряда. Постройте график зависимости работы от длины участка пути, по которому перемещается в поле заряд. 2. Точечные заряды расположены, как показано на рисунке. Найдите потенциал в т-ке А, создаваемый данной системой зарядов (т-ка А находится посре- дине гипотенузы прямоугольного треугольника, ка- теты которого равны а). 3. Найдите работу, совершаемую при перемещении тока в магнитном поле. 4. Записав закон Био- Савара- Лапласа, объясните его физический смысл. 5. Записать закон, по которому меняется ток в идеальном колебательном контуре. ЧАСТЬ C (4 балла) 1. Восемь заряженных водяных капель радиусом r = 1 мм и зарядом q = 0,1нКл каждая сливаются в одну общую водяную каплю. Найти потенциал φ большой кап- ли. 2. Проводящая перемычка длиной 1 м скользит в однородном магнитном поле с индукцией 10 Тл по проводящим рельсам, замкнутым на резисторе сопротивлени- ем 1 Ом. Какую силу F нужно приложить к перемычке, чтобы двигать ее с посто- янной скоростью υ = 1 м/с? Экзаменационные билеты ШБИП 01/2022 Томский политехнический университет Экзаменационный билет № 22 по дисциплине: Физика 2 Школа базовой инженерной подготовки Курс 2 Составители: Обухов С.В. УТВЕРЖДАЮ: И.О. Руководителя ОЕН ШБИП _____________ Лисичко Е.В. ЧАСТЬ А (10 баллов) По части А дать развернутый ответ 1. Закон Ома для неоднородного участка цепи . Закон Ома для замкнутой цепи. 2. Явление взаимной индукции. Трансформатор. Виды трансформаторов ЧАСТЬ B (6 баллов) По части B ответ обосновать 1. Незаряженное тело из диэлектрика внесено в однородное электрическое поле и поляризовалось, а затем было разделено пополам в плоскости, перпендикулярной линиям напряженности. Какими зарядами будут обладать половинки тела? 2. Два одинаковых разноименно заряженных металлических шарика привели в со- прикосновение. Как изменится сила взаимодействия между шариками по величине и направлению, когда их развели на прежнее расстояние. 3. Что является причиной возникновения э.д.с. индукции в замкнутом проводящем контуре? От чего зависит э.д.с. индукции, возникающей в контуре? 4. Когда заряженная частица движется в магнитном поле по винтовой линии? От чего зависит шаг винтовой линии. 5. Логарифмический декремент затухания. ЧАСТЬ C (4 балла) 1. Площадь пластин плоского воздушного конденсатора S = 0,01м 2 , расстояние между ними d = 5 мм. К пластинам приложена разность потенциалов U 1 = 300 В. После отключения конденсатора от источника напряжения, пространство между пластинами заполняется эбонитом. Какова будет разность потенциалов U 2 между пластинами после заполнения? Найти емкость конденсатора С 1 и С 2 и поверхност- ные плотности заряда на пластинах до и после заполнения. 2. К источнику тока с внутренним сопротивлением r = 2 Ом подключают катушку индуктивностью L = 0,5 Гн и сопротивлением R = 8 Ом. Найти время t, в течение которого ток в катушке, нарастая, достигнет значения, отличающегося от макси- мального на 10 %. Экзаменационные билеты ШБИП 01/2022 Томский политехнический университет Экзаменационный билет № 23 по дисциплине: Физика 2 Школа базовой инженерной подготовки Курс 2 Составители: Обухов С.В. УТВЕРЖДАЮ: И.О. Руководителя ОЕН ШБИП _____________ Лисичко Е.В. ЧАСТЬ А (10 баллов) По части А дать развернутый ответ 1. Работа сил электрического тока. Закон Джоуля-Ленца в интегральной и диффе- ренциальной форме. 2. Намагничивание вещества. Напряженность магнитного поля. ЧАСТЬ B (6 баллов) По части B ответ обосновать 1. Что называется, поляризацией диэлектриков? К чему приводит появление связанных поляризационных зарядов в диэлектрике? Покажите, что напряженность поля в диэлектрике в раз меньше чем в вакууме. 2. Докажите, что работа по перемещению заряда q в поле неподвижного заряда Q из точки 1 в точку 2 равна нулю, если расстояние от заряда Q до точек 1 и 2 одина- ковое. 3. Что называется, индукцией магнитного поля? Каково направление вектора В? 4. Какова траектория частицы в магнитном поле? 5. Записать закон, по которому меняется ток в идеальном колебательном контуре. ЧАСТЬ C (4 балла) 1. Вакуумный цилиндрический конденсатор имеет радиус внутреннего цилиндра r = 1,5 см и радиус внешнего цилиндра R = 3,5 см. Между цилиндрами приложена разность потенциалов U = 2,З кВ. Какую скорость v получит электрон под дей- ствием поля этого конденсатора, двигаясь с расстояния r 1 = 2,5 см до расстояния r 2 = 2 см от оси цилиндра? 2. Определить, во сколько раз отличаются магнитные потоки, пронизывающие рамку при двух ее положениях относительно прямого проводника с током, представленных на рис. Экзаменационные билеты ШБИП 01/2022 Томский политехнический университет Экзаменационный билет № 24 по дисциплине: Физика 2 Школа базовой инженерной подготовки Курс 2 Составители: Обухов С.В. УТВЕРЖДАЮ: И.О. Руководителя ОЕН ШБИП _____________ Лисичко Е.В. ЧАСТЬ А (10 баллов) По части А дать развернутый ответ 1. Закон Ома для неоднородного участка цепи. Разветвленные цепи. Правила Кирхгофа. 2. Электронный механизм возникновения ЭДС индукции. ЧАСТЬ B (6 баллов) По части B ответ обосновать 1. Как объясняется явление поляризации диэлектриков? 2. Точечный заряд +q перемещают в поле бесконечной за- ряженной плоскости из точки 1 в точку 2. Поверхностная плотность заряда + . Покажите, что работа по перемеще- нию заряда не зависит от пути, то есть А 12 = А 132 3. Какой вывод можно сделать, сравнив циркуляцию векторов Е и В? 4. В чем заключается физический смысл индуктивности контура? 5. От чего зависит амплитуда вынужденных колебаний при резонансе? ЧАСТЬ C (4 балла) 1. Какую работу надо совершить, чтобы перенести заряд 15 нКл из центра равно- мерно заряженного кольца радиусом 20 см, с линейной плотностью 100 нКл/м в точку, расположенную на оси кольца на расстоянии 10 см от его центра? 2. Прямой провод длиной l = 10 см помещен в однородном магнитном поле с ин- дукцией В = 1 Тл. Концы его замкнуты гибким проводом, находящимся вне поля. Сопротивление R всей цепи равно 0,4 Ом. Какая мощность Р потребуется для того, чтобы двигать провод перпендикулярно линиям индукции со скоростью v = 20 мlс? |