Решение задач по физике

Постоянный ток. Электромагнетизм.

Закон Ома для замкнутой цепи.

Магнитное поле Магнитный момент контура с током  или .

Магнитная индукция кругового тока на расстоянии х от центра.

Магнитное поле в произвольной точке внутри конечного соленоида.

Радиус окружности траектории релятивистской частицы.

Магнитные свойства вещества Парамагнетики .

Намагниченность . Напряженность магнитного поля .

Скорость распространения ЭМП в среде.

К гальванометру сопротивлением 290 Ом подключен шунт, повышающий предел измерения гальванометра в 10 раз.

Электрическая лампочка накаливания потребляет ток силой 0,2 А.

Конденсатор, подключенный к источнику тока проводами сопротивлением 100 Ом, имеет первоначальную емкость 2 мкФ.

Как изменится температура медного провода, если по нему в течение 0,5 с пропускать ток плотностью 9 А/мм2, а 25% тепловой энергии отдается окружающей среде?

Электрическая цепь составлена из источника тока с ЭДС e, внутренним сопротивлением 2 Ом и подключенных параллельно к источнику тока резисторов.

Куб из проволочек, каждая из которых имеет сопротивление 1 Ом, включен в цепь, как показано на рисунке

Найдите суммарный импульс электронов в прямом проводе длиной 100 м, по которому течет ток силой 70 А. масса электрона 9,1×10-31кг, заряд электрона 1,6×10-19кл.

Определите среднюю скорость упорядоченного движения свободных электронов в медном проводнике сечением 1 мм2, если сила тока в нем 10 А.

Имеются две проволоки одинаковой длины, но разного квадратного сечения, сделанные из одного и того же материала.

Вакуумный диод, у которого анод (положительный электрод) и катод (отрицательный электрод) - параллельные пластины, работает в режиме, когда между током и напряжением выполняется соотношение I = aU3/2, где a - постоянная величина:

При длительном протекании тока 1,4 А через проволоку последняя нагрелась до температуры 55°С, а при протекании тока 2,8 А до температуры 160°С.

Сколько электроэнергии (в кДж) надо потратить для получения из подкисленной воды водорода, имеющего при температуре 27 °С и давлении 100 кПа объем 2,5×10-3 м3, если электролиз ведется при напряжении 5 В, а к.п.д. установки 75%?

Цепь, приведенная на рисунке, собрана из одинаковых резисторов сопротивлением R и одинаковых вольтметров сопротивлением r.

Какое количество меди выделилось из раствора медного купороса за 100 с, если ток, протекающий через электролит, менялся по закону I(t) = (5 – 0,02t) А, где t – время в секундах?

Плоская горизонтальная фигура площадью 0,1 м2, ограниченная проводящим контуром с сопротивлением 5 Ом, находится в однородном магнитном поле.

Круглый виток провода замкнут на конденсатор емкостью 20 мкФ.

Заряженная частица влетает в однородное магнитное поле под углом 45° к линиям индукции и движется по спирали.

В однородное магнитное поле с индукцией В, направленной горизонтально, внесена конструкция, представленная на рисунке.

Кольцо радиусом 10 см из медной проволоки диаметром 1 мм помещено в однородное магнитное поле с индукцией 1 Тл так, что плоскость кольца перпендикулярна линиям индукции.

По обмотке длинного цилиндрического соленоида радиусом 0,1 м протекает постоянный ток, создающий внутри соленоида однородное магнитное поле с индукцией 0,02 Тл.

Квадратная рамка из медной проволоки, площадь которой 25 см2, помещена в однородное магнитное поле с индукцией 0,1 Тл.

Положительно заряженная частица прошла ускоряющую разность потенциалов 104 В и влетела в скрещенные под прямым углом электрическое (Е = 10 кВ/м) и магнитное (В = 0,1 Тл) поля.

Виток из проволоки сечением S, удельным сопротивлением r и диаметром D расположен в однородном магнитном поле с индукцией В перпендикулярно к полю.

По двум горизонтальным параллельным проводникам, отстоящим друг от друга на 0,5 м, перемещают с постоянной скоростью 10 м/с проводник-перемычку.

Два проводящих кольца 1 и 2 разных диаметров расположены в одной плоскости в однородном магнитном поле, индукция  которого с течением времени равномерно возрастает. В каком кольце (1) или (2) индуцируется больший ток, если массы колец одинаковы и изготовлены они из одного и того же материала? [токи одинаковы]

Определите работу (в мДж), совершаемую силой Ампера при перемещении проводника длиной 0,2 м с током силой 5 А в однородном магнитном поле на расстояние 0,5 м. Проводник расположен перпендикулярно линиям поля и движется в направлении силы Ампера. Индукция магнитного поля 0,1 Тл. [50]

Чему равна максимальная ЭДС (в мВ), которая может возникнуть при движении самолета со скоростью 900 км/ч, если размах его крыльев 20 м? Горизонтальная составляющая магнитного поля Земли 0,03 мТл, вертикальная составляющая 0,04 мТл. [250]

Волновая оптика. Интерференция света.

Дифракция света Условие дифракционных максимумов от одной щели.

Квантовая природа излучения Энергетическая светимость тела .

Импульс, переданный фотоном при отражении .

Каков преломляющий угол призмы из стекла с показателем преломления 1,56, если луч, упавший нормально на одну ее грань, выходит вдоль другой? Ответ представьте в градусах и округлите до целого числа.

Из одной точки, в которой находится точечный источник света S, на поверхность жидкости падают взаимно перпендикулярные лучи 1 и 2.

На дне стеклянной ванны лежит зеркало, поверх которого налит слой воды высотой 20 см.

Точка А движется с постоянной скоростью 2 см/с в направлении, как показано на рисунке. С какой скоростью движется изображение этой точки, если расстояние этой точки от линзы 0,15 м, а фокусное расстояние линзы 0,1 м.

Стальной шарик падает без начальной скорости с высоты h, равной 0,9 м, на собирающую линзу и разбивает ее.

Фотографируется момент погружения в воду прыгуна с вышки высотой 4,9 м. Фотограф находится у воды на расстоянии 10 м от места погружения.

Объектив проекционного аппарата с фокусным расстоянием 0,15 м расположен на расстоянии 4,65 м от экрана.

Найдите коэффициент увеличения изображения предмета АВ, даваемого тонкой рассеивающей линзой с фокусным расстоянием F. Результат округлите до сотых.

На отверстие радиусом r = 1 см падает сходящийся пучок света.

В установке Юнга (см. рисунок), находящейся в воздухе, расстояние d между щелями S1 и S2 равно 1 мм, а расстояние L от щелей до экрана 3 м. Определите разность хода лучей, приходящих в точку экрана М, если расстояние l до нее от центра экрана 3 мм.

На поверхность стеклянной призмы нанесена тонкая пленка с показателем преломления ппл < пст толщиной 112,5 нм.

Параллельный пучок света падает нормально на плосковыпуклую стеклянную линзу, лежащую выпуклой стороной на стеклянной пластинке.

В установке для наблюдения колец Ньютона свет с длиной волны λ = 0,5 мкм падает нормально на плосковыпуклую линзу с радиусом кривизны R1 = 1 м, положенную выпуклой стороной на вогнутую поверхность плосковогнутой линзы с радиусом кривизны R2 = 2 м.

На дифракционную решетку, содержащую n = 400 штрихов на 1 мм, падает нормально монохроматический свет (λ = 0,6 мкм).

Спектр проецируется помещенной вблизи решетки линзой на экран.

Между двумя плоскопараллельными стеклянными пластинками положили очень тонкую проволочку, расположенную параллельно линии соприкосновения пластинок и находящуюся на расстоянии l = 75 мм от нее.

Луч лазера мощностью 51 мВт падает на поглощающую поверхность.

При освещении фотокатода светом с длиной волны 400 нм, а затем 500 нм обнаружили, что задерживающее  напряжение для прекращения фотоэффекта изменилось в 2 раза.

Фотон с длиной волны, соответствующей красной границе, выбивает электрон из металлической пластинки (фотокатода), находящейся в сосуде, из которого откачан воздух.

Определите длину волны де Бройля, характеризующую волновые свойства атома водорода, движущегося со скоростью, равной средней квадратичной скорости при температуре 17°С.

Капля воды объемом 0,1 мл нагревается светом с длиной волны 750 нм, поглощая 7×1010 фотонов в секунду.

Пучок монохроматического света с длиной волны λ = 663 нм падает нормально на зеркальную плоскую поверхность .

Излучение лазера мощностью 600 Вт продолжалось 20 мс.

Свет падает на границу раздела двух сред под углом 30° и переходит во вторую среду.

Лазер излучает в импульсе 2×1019 световых квантов с длиной 6,6×10-5 см. Чему равна мощность вспышки лазера, если ее длительность 2 мс? Постоянная Планка 6,6×10-34 Дж×с. [3000]

Заряд, возникающий на стекле, натертом кожей, был назван положительным, на эбоните, натертом мехом – отрицательным. Одноименные заряды отталкиваются, разноименные притягиваются.

Направление напряженности поля, создаваемого положительным зарядом в т. А (рис. 2а). Направление напряженности поля, создаваемого отрицательным зарядом в т. А (рис. 2б).

Работа по перемещению заряда из точки один в точку два: 

В вершинах правильного шестиугольника со стороной, а = 10 см расположены точечные заряды: q, 2q, 3q, 4q, 5q, 6q (q = 0,1 мкКл). Найти силу F взаимодействия 7-го точечного заряда q с остальными.

Два точечных заряда по 1 нКл находятся на расстоянии R друг от друга. Куда следует поместить точечный заряд q0, чтобы система находилась в равновесии? Выразить величину заряда q0 в нКл.

Два небольших тела, связанные нитью, лежат на горизонтальной плоскости.

Маленький шарик массой 100 мг и зарядом 16,7 нКл подвешен на нити.

Два одинаково заряженных шарика, подвешенных на нитях равной длины, разошлись на некоторый угол. Какова плотность материала шариков, если при погружении их в керосин, угол между нитями не изменился?

В однородном электростатическом поле с вектором напряженности (модуль равен 5∙104 В/м), направленным вертикально вниз, равномерно движется по окружности шарик массой 10 г с положительным зарядом 2,5∙10-6 Кл, подвешенный на нити длиной l.

Два равных заряда  противоположных знаков создают электростатическое поле. В какой из отмеченных на рисунке трех точек А, В, С напряженность электростатического поля наибольшая? Ответ обоснуйте.

Положительный точечный заряд перемещается вдоль силовых линий однородного электрического поля. Напишите формулу работы этого поля по перемещению заряда q. Постройте график зависимости работы от длины х: участка пути, по которому в поле перемещается заряд.

Заряды +1 мкКл и -1 мкКл находятся на расстоянии 10 см друг от друга, как показано на рисунке. Определите потенциал поля в точке А, удаленной на расстояние 10 см от положительного заряда.

При переносе точечного заряда q = 10 нКл из бесконечности в точку М, расположенную на расстоянии l = 10 см от поверхности заряженного металлического шара, была совершена работа А = 0,5 мкДж.

Емкость плоского конденсатора 200 пФ. Диэлектрик – фарфор (диэлектрическая проницаемость фарфора равна 5).

Конденсатор состоит из нескольких металлических листов, проложенных стеклянными прокладками толщиной 2 мм. Площадь листа 200 см2, диэлектрическая проницаемость стекла 7.

Электроны, ускоренные разностью потенциалов  = 1кВ, влетают в электрическое поле отклоняющих пластин параллельно им, а затем попадают на экран, расположенный на расстоянии   от конца пластин.

Расстояние электрона от ядра атома водорода 1∙10-10 м. Заряд электрона 1,6∙10-19 Кл.

Что называют относительной диэлектрической проницаемостью среды? Напишите формулу, которая устанавливает связь этой величины с силами взаимодействия электрических зарядов в данной среде и вакууме.

Что называют потенциалом электрического поля? Напишите согласно Вашему определению формулу потенциала поля.

К воздушному конденсатору, заряженному до разности потенциалов 600 В и отключенному от источника напряжения, присоединили параллельно второй незаряженный конденсатор таких же размеров и формы, но с диэлектриком (фарфор).

Как изменится электроемкость плоского конденсатора, если диэлектрическую проницаемость диэлектрика увеличить в 2 раза, а площадь обкладок конденсатора уменьшить в 2 раза?

Направление какого вектора совпадает с направлением вектора напряженности электрического поля, создаваемого положительным точечным зарядом +q в точке А?.

Как изменится сила кулоновского взаимодействия двух точечных электрических зарядов при уменьшении расстояния между ними в 2 раза?

Даны графики напряженности электрического поля. Какой из графиков соответствует формуле напряженности поля точечного заряда от расстояния?

Напряженность поля точечного заряда в некоторой точке 9Н/Кл. Чему будет равна напряженность поля, если расстояние от заряда увеличить в 3 раза?

В каком направлении будет двигаться протон, помещенный в однородное электрическое поле, представленное на рисунке? Начальная скорость протона равна нулю.

Два конденсатора емкостями 2 и 3 мкФ соединили параллельно, как изображено на рисунке. Какова емкость батареи конденсаторов?

Емкость плоского конденсатора . В условии данного теста: , . Следовательно .

Ответ: в) не изменится

Потенциальная энергия W заряда q в точке с потенциалом :

Работа по перемещению заряда вдоль силовой линии А = r∙F = r∙q∙E, т.е. А = 0,1∙5∙1 =0,5 Дж.

Кинематика материальной точки. Определение траектории, скорости и ускорения точки из закона движения в декартовых координатах.

Случай k=0 здесь не представляет интереса. Равенство нулю a или b означает прямолинейное перемещение вдоль одной из координатных осей. Если они оба отличны от нуля, то траектория является отрезком гиперболы y=ab/x.

Вычтем квадраты уравнений, делённых на a и b соответственно:.

Исходя из первого и второго законов Кеплера, определить ускорение планеты.

Планета движется по эллипсу с эксцентриситетом ε. Зная её скорость v1 в перигелии, определить скорость v2 в афелии.

Частица движется к притягивающему центру по плоской траектории ,

Точка движется в плоскости по закону с параметрами r0 и a. Определить траекторию, скорость и обе компоненты ускорения.

Движение точки в плоскости описывается в декартовых координатах как x=x(t), y=y(t). Определить проекции скорости и ускорения на естественные оси, а также радиус кривизны траектории.

Точка описывает эллипс. Определить нормальную и тангенциальную компоненты ускорения, а также радиус кривизны траектории в точках A и B Рис. 9.

Основы Инженерная графика, черчение, начертательная геометрия