Контрольная работа №3 Вариант №1(Чертов) - файл n1.docx

Контрольная работа №3 Вариант №1(Чертов)
скачать (80.2 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.docx90kb.23.02.2009 04:49скачать

n1.docx

Контрольная работа №3 по физике




310. Расстояние r между двумя точечными зарядами Q1 = 2 нКл и Q2 = 4 нКл равно 60 см. Определить точку, в которую нужно поместить третий заряд Q3 так, чтобы система зарядов находилась в равновесии. Определить заряд Q3 и его знак. Устойчивое или неустойчивое будет равновесие?

Решение:

310


Для решения этой задачи нужно лишь знать закон Кулона для силы взаимодействия двух точечных зарядов и условие их равновесия

Знак заряда Q3 ,очевидно, должен быть отрицательным, чтобы выполнялись условия равновесия для каждого из зарядов, которые и запишем:



Ответ: Q3=-0,69нКл

а=24,85 см

320.Две трети тонкого кольца радиусом R=10см несут равномерно распределенный с линейной плотностью =0,2 мкКл/м заряд. Определить напряженность электрического поля, создаваемого распределенным зарядом в точке, совпадающей с центром кольца.


R = 0,1 м

? = 0,2 мкКл/м

E = ?
Дано: Решение: 320

Разобъем кольцо на бесконечно малые участки длиной с зарядом .

Эти бесконечно малые заряды можем считать точечными и создающими поля

, направленные от заряда, т.к. ?>0.

Результирующий вектор Е направлен, очевидно, вдоль оси симметрии кольца вдоль которой направим ось ОХ. Теперь, используя принцип суперпозиции для электрического поля, можем записать:



Вычислим:

Ответ:

330. На двух коаксиальных бесконечных цилиндрах радиусами R и 2R равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями ?1 и ?2 (рис. 26). Требуется: 1 ) найти сквозную зависимость Е(r) для трех областей: 1, 2 и 3. Здесь: Е - напряженность электрического поля в точке наблюдения, r – расстояние от оси цилиндров до точки наблюдения. принять ?1 = - ?, ?2 = 4?; 2) вычислить напряженность Е в точке, удаленной от оси цилиндров на расстояние г, и указать направление вектора Е. принять ? = 30 нКл/м2, r=4R.; 3) построить график Е(r).

Решение:

330
Задача решается с помощью электростатической теоремы Гаусса, что сразу указывается в условии. Из соображений симметрии ясно, что вектор поля Е направлен от оси цилиндров и может зависеть только от расстояния до оси r. Поэтому в качестве замкнутых поверхностей через которые следует вычислять поток поля следует брать соосный цилиндр, т.к. на его боковой поверхности модуль Е будет неизменным (постоянным) и следовательно его можно будет вынести за знак интеграла под которым останется только dS:



, где S=2?rh - площадь только боковой поверхности цилиндра, поскольку поток Е через его торцы равен нулю.

Тогда: внутри меньшего цилиндра (1-я область, r
, т.к. внутри объема r < R зарядов нет.

E1S=0. Откуда Е1=0 .

В пространстве между цилиндрами (2-я область R ? r ?2R)



вне цилиндров (3-я область r ? R)



2) Вычислим поле в заданной точке:

330-2

3) Строим график E(r):

340. Тонкая квадратная рамка равномерно заряжена с линейной плотностью заряда =200пКл/м. Определить потенциал  поля в точке пересечения диагоналей.

Решение:

340

Используем принцип суперпозиции для скалярного потенциала



Потенциал всей рамки , где ?0 - потенциал Ѕ стороны квадрата. Найдем ?0 , разбивая сторону рамки на беконечно малые участки с зарядом dq=dl:



Вычисляя, находим:

350. Электрон движется вдоль силовой линии однородного электрического поля. В некоторой точке поля с потенциалом ? = 100 В электрон имел скорость V1 = 6 Мм/с. Определить потенциал ?2 точки поля, дойдя до которой электрон потеряет половину своей скорости.350

Решение:

Используем закон сохранения энергии:

работа внешних сил А=0, а изменение потенциальной энергии заряда q в электростатическом поле



360. Плоский конденсатор с площадью пластин S = 200 см2 каждая заряжен до разности потенциалов U = 2 кВ. Расстояние между пластинами d=2 см. Диэлектрик – стекло. Определить энергию W поля конденсатора и плотность энергии w поля.

Решение:

Емкость плоского конденсатора:



Энергия конденсатора:



Объем плоского конденсатора (цилиндра)



Объемная плотность энергии:



Ответ:

370.ЭДС батареи. При силе тока I=4А КПД батареи = 0,6. Определить внутреннее сопротивление Ri батареи.

Решение:

370
КПД батареи

По закону Ома для замкнутой цепи:



Решаем систему уравнений (1) и (2)



Ответ:

380.Сила тока в цепи изменяется со временем по I= I0et. Определить количество теплоты, которое выделяется в проводнике с сопротивлением R=20 Ом за время, в течении которого ток убывает в е раз (=210–2 с–1, I0=12A).

Решение:

Ток уменьшается в е раз за время

По закону Джоуля-Ленца тепло, выделяемое на сопротивлении равно:



Подставляем числа и вычисляем:



Ответ:

Контрольная работа №3 по физике
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации