Физика

Физика ДВГУПС КР3,4 Вариант 5 (8+8 задач)


Министерство путей сообщения Российской Федерации
Дальневосточный государственный университет путей сообщения

Кафедра "Физика"
В.Б. Гороховский, Н.Д. Дейнекина,
И.А. Коростелева, Г.П. Стариченко


Физика
Часть 2
Электростатика. Постоянный электрический ток. Электромагнетизм

Методические указания и контрольные задания
для студентов–заочников специальностей
1709(СДМ)
1807(ЭПС)
1507(Л)
1508(В)
2107(АТС)
2401(ОПУ)
2903(ПГС)
2908(В и В)
2909(СЖД)
2911(МТ)
1004(ЭНС)


ДВГУПС,  Хабаровск,  2000


    Методические указания разработаны на основе учебно-методического пособия:
Физика. Методические указания и контрольные задания
для студентов–заочников инженерно-технических специальностей
высших учебных заведений / Под ред. А. Г. Чертова.
4-е изд. Перераб. - М.: Высш. шк. 1983. - 160 с.
Ряд задач изменен, приводятся более подробные примеры решений задач.



Файл 1 - Контрольная работа 3 Вариант 5 (8 задач)

Таблица вариантов №1 для специальностей, учебными планами которых предусмотрено по курсу физики шесть контрольных работ

Вариант 5:        Задачи №№
305    315    325    335    345    355    365    375


Файл 2 - Контрольная работа 4 Вариант 5 (8 задач)

Таблица вариантов для специальностей, учебными планами которых
предусмотрено по курсу физики шесть контрольных работ

Вариант 5:        Задачи №№
405    415    425    435    445    455    465    475





Файл 1

    305. Четыре одинаковых заряда Q1 = Q2 = Q3 = Q4 = 40 нКл закреплены в вершинах квадрата со стороной a = 10 см. Найти силу F, действующую на один из этих зарядов со стороны трёх остальных.

    315. Бесконечный тонкий стержень, ограниченный с одной стороны, несёт равномерно распределённый заряд с линейной плотностью t = 0,5 мкКл/м. Определить напряжённость E электрического поля, создаваемого распределённым зарядом в точке A, лежащей на оси стержня на расстоянии a = 20 см от его начала.

    325. На двух бесконечных параллельных плоскостях равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями s1, s2. Требуется:
1) используя теорему Остроградского-Гаусса и принцип суперпозиций электрических полей, найти выражение E(x) напряжённости электрического поля в трёх областях: I, II и III. Принять s1 = 2s, s2 = s;
2) вычислить напряжённость E поля в точке, расположенной слева от плоскостей, и указать направление вектора E;
3) построить график E(r).
    Принять s = 10-8 Кл/м2.

    335. Диполь с электрическим моментом p = 100 пКл•м свободно установился в электрическом поле напряжённостью E = 200 кВ/м. Определить работу внешних сил, которую необходимо совершить для поворота диполя на угол a = 180°.

    345. Электрон, пройдя в плоском конденсаторе путь от одной пластины до другой, приобрёл скорость V = 105 м/с. Расстояние между пластинами равно d = 8 мм. Найти:
1) разность потенциалов U между пластинами;
2) поверхностную плотность заряда s на пластинах.

    355. Два одинаковых плоских воздушных конденсатора ёмкостью C = 100 пФ каждый соединены в батарею последовательно. Определить, на сколько изменится ёмкость батареи, если пространство между пластинами одного из конденсаторов заполнить парафином.

    365. ЭДС батареи 24 В. Наибольшая сила тока, которую может дать батарея,  Imax = 10 А. Определить максимальную мощность Pmax, которая может выделяться во внешней цепи.

    375. Сила тока в проводнике изменяется со временем по закону I = I0 sinwt. Найти заряд Q, проходящий через поперечное сечение проводника за время t, равное половине периода T, если начальная сила тока I0 = 10 А, циклическая частота w = 50p с-1.



Файл 2

    405. По тонкому кольцу радиусом R = 20 см течёт ток I = 100 А. Определить магнитную индукцию B на оси кольца в точке A. Угол b = 60°.


    415. Тонкий провод длиной l = 20 см изогнут в виде полукольца и помещён в магнитное поле (B = 10 мТл) так, что площадь полукольца перпендикулярна линиям магнитной индукции. По проводу пропустили ток I = 50 А. Определить силу F, действующую на провод. Подводящие провода направлены вдоль линий магнитной индукции.

    425. Тонкое кольцо радиусом R = 10 см несёт равномерно распределённый заряд Q = 80 нКл. Кольцо вращается с угловой скоростью w = 50 рад/с относительно оси, совпадающей с одним из диаметров кольца. Найти магнитный момент pm, обусловленный вращением кольца.

    435. Заряженная частица прошла ускоряющую разность потенциалов U = 100 В и, влетев в однородное магнитное поле (B = 0,1 Тл), стала двигаться по винтовой линии с шагом h = 6,5 см и радиусом R = 1 см. Определить отношение заряда частицы к её массе.

    445. Однородные магнитное (B = 2,5 мТл) и электрическое (E = 10 кВ/м) поля скрещены под прямым углом. Электрон, скорость V которого равна 4•106 м/с, влетает в эти поля так, что силы, действующие на него со стороны магнитного и электрического полей, сонаправлены. Определить ускорение a электрона.

    455. Квадратный контур со стороной a = 10 см, в котором течёт ток I = 6 А, находится в магнитном поле (B = 0,8 Тл) под углом a = 50° к линиям индукции. Какую работу A нужно совершить, чтобы при неизменной силе тока в контуре изменить его форму на окружность?

    465. 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 потечёт по рамке при изменении угла между нормалью к рамке и линиями индукции:
1) от 0° до 45°;
2) от 45° до 90°.

    475. Соленоид содержит N = 800 витков. Сечение сердечника (из немагнитного материала) S = 10 см2. По обмотке течёт ток, создающий поле с индукцией B = 8 мТл. Определить среднее значение ЭДС < es > самоиндукции, которая возникает на зажимах соленоида, если сила тока уменьшается практически до нуля за время Dt = 0,8 мс.