Блок 3.

Вариант 31

1.В четырех вершинах квадрата со стороной 10 см закреплены оди­наковые заряды по 1 мкКл каждый. В центре квадрата находится отрица­тельный заряд -0,5 мкКл.

1) Какую работу необходимо совершить, чтобы удалить отрицательный за­ряд на большое расстояние?

2) Нарисовать график зависимости потенциала от расстояния до центра за­ряженной металлической сферы.

Ответ: 1) 255 мДж. 2) см. рис.

2. КПД цепи, состоящей из источника ЭДС и нагрузочного сопротив­ления, 0,6.

1) Во сколько раз изменится КПД цепи, если сопротивление нагрузки уве­личить в 2 раза?

2) Нарисовать график зависимости полной мощности, выделяемой в цепи, от сопротивления нагрузки.

Ответ: 1) 1,25. 2) см.рис.

3. Частица массой m и зарядом q движется по окружности в однород­ном поле с индукцией В. Кинетическая энергия частицы W.

1. Найти поток магнитной индукции через площадь, охватываемую зарядом при своем движении.
2. Чему равен период вращения частицы?

Ответ: 1) Ф = BпR2 = 2пmWk/q2B; 2) T = 2пR/V = 2пm/qB.

Вариант 32

1.        Конденсатор емкостью С1 зарядили до напряжения 500 В. При параллельном подключении этого конденсатора к незаряженному конденсатору емкостью С2 = 4 мкФ напряжение понизилось до 100 В.

1. Определить емкость конденсатора С1.

Какой заряд перетек с конденсатора С1 на конденсатор С2?

Ответ: 1 мкФ.

2.        При токе в цепи 15 А мощность 135 Вт, при токе 6 А мощность 64,8 Вт.

1. Найти ток короткого замыкания источника.
2. Изобразить график зависимости КПД схемы от тока в цепи.

Ответ: 60 А.

3.        К источнику с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением 2 Ом под­ключены параллельно соединенные катушка с индуктивностью 4 Гн и резистор 10 Ом. Сопротивление катушки 5 Ом.

1. Какое количество теплоты выделится в катушке с резистором после их отключения от ЭДС?
2. Чему равен магнитный поток, пронизывающий катушку, до отключения ЭДС?

Ответ: 4,56 Дж.

Вариант 33

1. Два точечных положительных заряда закреплены на расстоянии 10 см друг от друга в воздухе. Величина одного заряда вдвое больше друго­го. Если в точку, находящуюся посередине линии, соединяющей заряды, поместить точечный положительный заряд 1 мкКл, то на него будет дейст­вовать сила 4 мН.

1. Найти потенциал этой точки.
2. Определить положение точки, напряженность в которой от двух закреп­ленных зарядов равна нулю.

Ответ: 600

2. К источнику тока с ЭДС 10 В и внутренним сопротивлением 1 Ом подключена нагрузка в виде четырех параллельно включенных ветвей одинаковых лампочек. В каждой ветви содержится по три лампочки. Мощ­ность, выделяющаяся в нагрузке 25 Вт.

1. Определить мощность, которая будет выделяться в одной лампочке, если одна из лампочек перегорит.
2. Нарисовать график зависимости мощности, выделяющейся внутри ис­точника, от падения напряжения в нагрузочном сопротивлении.

Ответ: 2,7 Вт.

3.        Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией 1 мТл по винтовой линии с шагом 6,28 мм и радиусом 1 мм. Масса электро­на 9,1*10-31 кг, заряд электрона -1,6*10-19Кл.

1. Определить скорость электрона и угол, который образует вектор скоро­сти электрона с направлением магнитного поля.
2. Изменится ли вид траектории электрона, если параллельно магнитному полю включить однородное электрическое поле? Пояснить.

Ответ: 0,26 Мм/с.

Вариант 34

1.        Металлический шар радиусом 5 см, заряженный до потенциала 100 кВ, соединили длинной проволокой с незаряженным металлическим шаром, радиус которого 6 см.

1. Определить заряд каждого шара и их потенциалы.
2. Построить график зависимости напряженности заряженного металличе­ского шара от расстояния до его центра.

Ответ: 0,25 мкКл, 0,30 мкКл, 45,45 кВ.

2.        Амперметр с внутренним сопротивлением 2 Ом, подключенный к зажимам батареи, показывает ток 5 А. Вольтметр с внутренним сопротивлением 150 Ом, подключенный к зажимам этой батареи (вместо амперметра), показывает 12 В.

1. Найти ток короткого замыкания батареи.
2. Изобразить график зависимости полезной мощности от сопротивления нагрузки.

Ответ: 30 А.

3.        Металлический стержень длиной 10 см помещен в однородное магнитное поле с индукцией 0,1 Тл. Концы его замкнуты гибким проводом, на­ходящимся вне поля. Сопротивление всей цепи 0,4 Ом.

1) Какая мощность потребуется для того, чтобы перемещать стержень пер­пендикулярно линиям индукции со скоростью 2 м/с? Скорость стержня перпендикулярна его длине.

2) Показать на рисунке направление магнитного поля, скорости стержня и индукционного тока в стержне.

Ответ: 1 мВт.