Методические указания по решению задач и варианты контрольной работы по курсу общей физики (Ч.2. Электричество и магнетизм). Либерман С.Д - 19 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

19
Задачи для самостоятельного решения
1. Заряды по 0,1 мкКл расположены на расстоянии 6 см друг от друга . Найти
напряженность и потенциал в точке , удаленной на 5 см от каждого из
зарядов. Оба заряда считать положительными. (Ответ: 576 кВ /м , 36 кВ)
2. Два шарика массой m=1 г каждый подвешены на нитях, верхние концы
которых соединены вместе . Длина каждой нити
l
=10 см . Какие одинаковые
заряды надо сообщить шарикам , чтобы нити разошлись на угол
α
=60
0
?
(Ответ: 79 нКл)
3. Длинная прямая тонкая проволока несет равномерно распределенный заряд.
Вычислить линейную плотность
τ
заряда, если напряженность поля на
расстоянии r=0,5 м от проволоки против ее середины Е=2 В/см . (Ответ: 5,55
нКл/м )
4. Какую ускоряющую разность потенциалов U должен пройти электрон, чтобы
получить скорость v =8 мм/с? (Ответ: 182 В )
5. Для изучения структуры и функции биологических мембран используют
модели – искусственные фосфолипидные мембраны, состоящие из
бимолекулярного слоя фосфолипидов. Толщина искусственной мембраны
достигает около
l
=6 нм . Найдите электроемкость 1 см
2
такой мембраны,
считая ее относительную диэлектрическую проницаемость
r
ε
=3. Сравните
полученную электроемкость с аналогичной характеристикой конденсатора,
расстояние между пластинами которого
l
=1 мм. (Ответ: С
мембраны
=0,44
мкФ/см
2
, С
конденсатора
=2,7 пФ/см
2
)
6. Вычислите электроемкость тела человека, считая ее равной емкости
электропроводящего шара того же объема. Среднюю плотность тела принять
равной р=1 г/см
3
, масса человека m=60 кг. (Ответ: 9 пФ)
7. В проводнике сопротивлением 2 Ом, подключенном к элементу с э. д . с . 1,1 В,
идет ток 0,5 А . Какова сила тока при коротком замыкании элемента ?
8. На концах медного провода длиной
l
=5 м поддерживается напряжение U=1
В . Определить плотность тока
δ
в проводе. (Ответ: 1,18 10
7
А /м
2
)
9. Определить силу тока в цепи, состоящей из двух элементов с э.д.с.
1
ε
=1,6 В
и
2
ε
=1,2 В с внутренним сопротивлением r
1
=0,6 Ом и r
2
=0,4 Ом,
соединенных одноименными полюсами. (Ответ: 0,4 А )
10. Термопара из Pb-Ag создает термоэлектродвижущую силу 3 мкВ при
разности температур спаев 1 К. Можно ли такой термопарой уверенно
установить температуры тела человека от 36,5 до 37,0
0
С, если потенциометр
позволяет измерить напряжение с точностью до 1 мкВ ?
11. Самолет, имеющий размах крыльев
l
=40 м , летит горизонтально со
скоростью v =900 км /ч. Определите разность потенциалов на концах крыльев,
если вертикальная составляющая напряженности магнитного поля Земли
Н =40 А /м . (Ответ: 0,5 В )
12. В проводнике с длиной активной части 8 см сила тока равна 50 А . Он
находится в однородном магнитном поле с индукцией 20 мТл. Найти
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com
                                                              19
                З а да чи     для      с а м ос т оя т е льного ре ш е ния

             1. Зар я д ы по 0,1 м кКл р аспо ло ж е ны на р ассто я нии 6 см д р уг о т д р уга. Н айти
                напр я ж е нно сть и по те нциал в то чке , уд але нно й на 5 см о т каж д о го из
                зар я д о в. О ба зар я д а считать по ло ж ите льным и. (О тве т: 576 кВ /м , 36 кВ )
             2. Два шар ика м ассо й m=1 г каж д ый по д ве ше ны на нитя х, ве р хние ко нц ы
                ко то р ых со е д ине ны вм е сте . Длина каж д о й нити l =10 см . Какие о д инако вые
                зар я д ы над о со о бщ ить шар икам , что бы нити р азо шлись на уго л α =600?
                (О тве т: 79 нКл)
             3. Длинная пр я м ая то нкая пр о во ло ка не се тр авно м е р но р аспр е д е ле нный зар я д .
                В ычислить лине йную пло тно сть τ зар я д а, е сли напр я ж е нно сть по ля на
                р ассто я нии r=0,5 м о тпр о во ло ки пр о тив е е се р е д ины Е =2 В /см . (О тве т: 5,55
                нКл/м )
             4. Какую уско р я ю щ ую р азно сть по те нциало в U д о лж е н пр о йти эле ктр о н, что бы
                по лучить ско р о сть v=8 м м /с? (О тве т: 182 В )
             5. Для изуче ния стр уктур ы и функции био ло гиче ских м е м бр ан испо льзую т
                м о д е ли – искусстве нные фо сфо липид ные м е м бр аны, со сто я щ ие из
                бим о ле куля р но го сло я фо сфо липид о в. Т о лщ ина искусстве нно й м е м бр аны
                д о стигае т о ко ло l =6 нм . Н айд ите эле ктр о е м ко сть 1 см 2 тако й м е м бр аны,
                считая е е о тно сите льную д иэле ктр иче скую пр о ницае м о сть ε r =3. Ср авните
                по луче нную эле ктр о е м ко сть с анало гично й хар акте р истико й ко нд е нсато р а,
                р ассто я ние м е ж д у пластинам и ко то р о го l =1 м м . (О тве т: См е м бр аны=0,44
                м кФ/см 2, Ско нд е нсато р а=2,7 пФ/см 2)
             6. В ычислите эле ктр о е м ко сть те ла че ло ве ка, считая е е р авно й е м ко сти
                эле ктр о пр о во д я щ е го шар а то го ж е о бъе м а. Ср е д ню ю пло тно сть те ла пр иня ть
                р авно й р=1 г/см 3, м асса че ло ве ка m=60 кг. (О тве т: 9 пФ)
             7. В пр о во д нике со пр о тивле ние м 2 О м , по д клю че нно м к эле м е нту с э.д .с. 1,1 В ,
                ид е тто к 0,5 А . Како ва сила то ка пр и ко р о тко м зам ыкании эле м е нта?
             8. Н а ко нцах м е д но го пр о во д а д лино й l =5 м по д д е р ж ивае тся напр я ж е ние U=1
                В . О пр е д е лить пло тно сть то ка δ в пр о во д е . (О тве т: 1,18 10 7 А /м 2)
             9. О пр е д е лить силу то ка в це пи, со сто я щ е й из д вух эле м е нто в с э.д .с.   ε1 =1,6 В
                и ε 2 =1,2 В с внутр е нним со пр о тивле ние м r1=0,6 О м и r2=0,4 О м ,
                со е д ине нных о д но им е нным и по лю сам и. (О тве т: 0,4 А )
             10.Т е р м о пар а из Pb-Ag со зд ае т те р м о эле ктр о д виж ущ ую силу 3 м кВ пр и
                р азно сти те м пе р атур спае в 1 К. М о ж но ли тако й те р м о пар о й уве р е нно
                устано вить те м пе р атур ы те ла че ло ве ка о т36,5 д о 37,0 0С, е сли по те нцио м е тр
                по зво ля е тизм е р ить напр я ж е ние с то чно стью д о 1 м кВ ?
             11.Сам о ле т, им е ю щ ий р азм ах кр ылье в l =40 м , ле тит го р изо нтально со
                ско р о стью v=900 км /ч. О пр е д е лите р азно сть по те нциало в на ко нцах кр ылье в,
                е сли ве р тикальная со ставля ю щ ая напр я ж е нно сти м агнитно го по ля Зе м ли
                Н =40 А /м . (О тве т: 0,5 В )
             12.В пр о во д нике с д лино й активно й части 8 см сила то ка р авна 50 А . О н
                нахо д ится в о д но р о д но м м агнитно м по ле с инд укцие й 20 м Т л. Н айти


PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com

Страницы