Задачи для самостоятельного решения. 5.1.Два одинаковых маленьких металлических шарика, имеющих заряды q1л и q2, сближают в воздухе до соприкосновения

5.1.Два одинаковых маленьких металлических шарика, имеющих заряды q₁л и q₂, сближают в воздухе до соприкосновения, после чего разъединяют. Найдите силу взаимодействия F между шариками после удаления их на расстояние r друг от друга.

Вариант	а	б	в	г	д	е	ж	з	и	к
q1, мкКл			3,5		1,7	2,2	3.3	2,4	1,9
q2, мкКл	-1,4	-1,5	-1,2	-1,7	-2	-2,2	-1,9	-1,8	-2,1	-1,3
r, см

5.2.В электрическом поле, вектор напряженности которого направлен вертикально вверх, неподвижно «весит» песчинка, заряд которой равен q. Масса песчинки равна m. Чему равен модуль вектора напряженности электрического поля.

 

Вариант	а	б	в	г	д
q, Кл	2·10-11	2,5·10-11	3·10-11	3,5·10-11	4·10-11
m, кг	10-6	1,5·10-6	1,2·10-6	1,7·10-6	2·10-6
Вариант	е	ж	з	и	к
q, Кл	4,5·10-11	5·10-11	5,5·10-11	6·10-11	6,5·10-11
m, кг	2,2·10-6	1,9·10-6	1,8·10-6	2,1·10-6	1,3·10-6

 

5.3. Два одинаковых шарика массой m каждый подвешены на нитях длиной l. После того как шарикам были сообщены одинаковые заряды, они разошлись на расстояние r. Определить заряды шариков.

 

Вариант	а	б	в	г	д	е	ж	з	и	к
m, г	0,5	0,3	0,35	0,4	0,17	0,22	0,33	0,24	0,19	0,2
l, см									15,5	16,5
r, см										5,5

 

5.4. Расстояние между зарядами q₁и q₂равно r₁. Какую работу надо совершит, чтобы перенести второй заряд в точку, находящуюся от первого заряда на расстоянии r₂?

 

Вариант	а	б	в	г	д	е	ж	з	и	к
q1, нКл		1,3	1,5		2,7	2,2				2,5
q2, нКл								7,5	8,5	9,5
r1, см
r2, м		1,5	1,7	1,9		2,2	2,5		3,1	3,5

 

5.5.С каким ускорением движется электрон в поле с напряженностью Е? Заряд электрона 1,6·10^-19Кл, масса электрона 9,1·10^-31кг.

 

Вариант	а	б	в	г	д	е	ж	з	и	к
Е, кВ/м

 

5.6.Частица массой m и зарядом q, имеющая скорость υ, влетает в однородное электрическое поле напряженностью Eв направлении силовых линий поля. Какой путь она пролетит до остановки? Силой тяжести частицы пренебречь.

 

Вариант	а	б	в	г	д	е	ж	з	и	к
m, мг			3,5		1,7	2,2	3.3	2,4	1,9
q, мКл	-1,4	-1,5	-1,2	-1,7	-2	-2,2	-1,9	-1,8	-2,1	-1,3
υ, км/с	1,5		2,5		3,5		4,5		5,5
Е, В/м

 

5.7. Сколько электронов содержит заряд пылинки массой m, если она находится в состоянии равновесия в плоском конденсаторе, заряженном до напряжения U? Расстояние между пластинами равно d.

 

Вариант	а	б	в	г	д
m, мг	2·10-6	2,5·10-6	3·10-6	3,5·10-6	4·10-6
U, В
d, мм
Вариант	е	ж	з	и	к
m, мг	4,5·10-6	5·10-6	5,5·10-6	6·10-6	6,5·10-6
U, В
d, мм

 

5.8.Три конденсатора емкостью С₁,С₂ и С₃соединен, как показано на схеме. Определить емкость системы конденсаторов.

Рисунок 26

 

 

Вариант	а	б	в	г	д	е	ж	з	и	к
С1, мкФ			3,5		1,7	2,2	3,3	2,4	1,9
С2, мкФ							5,5		6,5
С3, мкФ					8,5	9,5		7,7	8,6	9,2

 

5.9. Плоский конденсатор состоит из двух пластин площадью S каждая, расположенных на расстоянии d друг от друга. Между пластинами находится слой диэлектрика ε. Какой наибольший заряд можно сообщить конденсатору, если допустимое напряжение U.

 

 

Вариант	а	б	в	г	д	е	ж	з	и	к
S, см2
d, мм		1,5		2,5		3,5		4,5		5,5
ε			2,1	2,5	2,2	4,3	3,3
U, кВ		1,5		2,5		3,5	2,8	3,1	3,6

 

5.10. Площадь пластины плоского воздушного конденсатора S, расстояние между ними d₁, напряжение U. Конденсатор отключен от источника напряжения. На сколько изменится энергия конденсатора после раздвижения пластин до расстояния d₂ между ними?

 

Вариант	а	б	в	г	д	е	ж	з	и	к
S, см2
d1, мм		1,5		2,5		3,5		4,5		5,5
d2, мм	1,5		2,5		3,5		4,5		5,5
U, В

 

 

5.11.Что покажет гальванометр, если через него за время t прошел зарядq? Сколько электронов должно пройти в единицу времени через поперечное сечение проводника, чтобы включенный в цепь гальванометр показал силу токаI.

 

Вариант	а	б	в	г	д	е	ж	з	и	к
t, мин
q,Кл		1,5		3,2	3,5	3,7
I,A		1,5	1,7	1,8		2,2	2,5	2,7		3,5

 

5.12.Найти сопротивление стального проводника сечением S, если к нему приложено напряжение U. Средняя скорость упорядоченного движения электронов в проводнике , а их концентрация n.

 

Вариант	а	б	в	г	д	е	ж	з	и	к
S, мм2				3,5		4,5		5,5	3,7
U,В
, м/с	1·10-4	1,5·10-4	2·10-4	2,5·10-4	3·10-4	3,5·10-4	4·10-4	5·10-4	6·10-4	7·10-4
n, м-3	4·1028	4,5·1028	5·1028	5,5·1028	6·1028	6,51028	7·1028	7,5·1028	8·1028	9·1028

5.13.Катушка из медной проволоки имеет сопротивление R. Масса медной проволоки m. Сколько метров l проволоки и какого диаметра d намотано на катушке? Плотность меди 8.6∙10³ кг/м³, удельное сопротивление меди 1,7∙10^-8 Ом∙м.

 

Вариант	а	б	в	г	д	е	ж	з	и	к
R, Ом
m,кг		5,5		6,5		7,5		8,5

 

5.14. Определить силу тока короткого замыкания батареи, ЭДС которой ε, если при подключении к ней сопротивления R сила тока в цепи составляет I.

 

Вариант	а	б	в	г	д	е	ж	з	и	к
ε, B
R, Ом		5,5		6,5		7,5		8,5
I, A		4,5		5,5		6,5		7,5

 

5.15. Найти сопротивление участка цепи, если сопротивление R.

Рисунок 27

 

Вариант	а	б	в	г	д	е	ж	з	и	к
R, Ом				3,5		4,5		5,5	3,7	2,5

 

5.16.Обмотка катушки из медной проволоки при температуре t имеет сопротивление R₁. После пропускания тока сопротивление обмотки стало равно R₂. До какой температуры нагрелась обмотка? Температурный коэффициент меди равен 4,15 10^-3К^-1

 

Вариант	а	б	в	г	д	е	ж	з	и	к
t, 0С
R1, Ом		5,5		6,5		7,5		8,5
R2, Ом			8,5		9,5		10,5		11,5

 

5.17.Что показывает амперметр, включенный в цепь, если ЭДС источника ε, внутреннее сопротивление r, все сопротивления внешней цепи одинаковы и равны по 12 Ом?

Рисунок 28

 

 

Вариант	а	б	в	г	д	е	ж	з	и	к
ε, B
r, Ом		5,5		6,5		7,5		8,5

 

5.18. Определить силу тока I в цепи (рисунке 2.45), если у каждого элемента ЭДС ε, а внутреннее сопротивление r.R₁ = R₂, R₃, R₄ иR ₅.

Рисунок 29

 

Вариант	а	б	в	г	д	е	ж	з	и	к
ε, B				3,5		4,5		5,5	3,7
r, мОм
R1 =R2, Ом			2,5		3,5		4,5		5,5
R3, Ом							3,5	1,5	1,7	1,5
R4, Ом				4,5		5,5	2,5		1,2
R5, Ом	0,2	0,4	0,5	0,7	0,8		1,1	1,2	1,4	0,75

 

5.19. В схеме, изображённой на рисунке, ε₁, ε ₂, R₁, и R₂,R ₃. Определить силу тока для каждого участка цепи. Внутренним сопротивлением источников тока пренебречь.

Рисунок 30

 

Вариант	а	б	в	г	д	е	ж	з	и	к
ε1, B				3,5		4,5		5,5	3,7
ε2, B	1,5	1,7		2,5		3,5			2,2	1,5
R1, Ом
R2, Ом
R3, Ом

 

5.20. Аккумулятор с ЭДС ε и внутренним сопротивлением r,замкнут сопротивлением R. Найдите мощность тока на внешнем участке цепи

 

Вариант	а	б	в	г	д	е	ж	з	и	к
ε, B				3,5		4,5		5,5	1,5	2,5
r, Ом	0,5	0,55	0,6	0,65	0,7	0,75	0,8	0,85	0,9	0,4
R, Ом

Номера задач, для индивидуального решения, выбираются согласно таблице вариантов индивидуальных работ (Приложение А).

 

Рекомендуемая литература

 

1.Дмитриева В.Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля. Сборник задач: учеб.пособие для студ. учреждений сред. проф. образования / В.Ф. Дмитриева. – 4ё–е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2014. – 256 с.

2.Дмитриева В.Ф. Физика для профессий и специальностей технического профиля. Контрольные материалы: учеб.пособие для студ. учреждений сред. проф. образования/ В.Ф. Дмитриева, Л. И. Васильев. – 3–е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2014. – 112 с.

 

 

Таблица вариантов для индивидуальной работы №3

Вариант	Номер задачи
	5.1а	5.4и	5.6к	5.9з	5.13а	5.16к	5.19д
	5.2и	5.5а	5.8а	5.11б	5.14е	5.16з	5.19и
	5.2з	5.5г	5.8ж	5.12и	5.15а	5.17б	5.20а
	5.1г	5.4б	5.7а	5.10г	5.13з	5.17и	5.20е
	5.3ж	5.6а	5.9ж	5.12б	5.15з	5.18а	5.19ж
	5.1е	5.4г	5.8е	5.10и	5.13ж	5.18е	5.20з
	5.3е	5.6з	5.9и	5.11ж	5.14ж	5.16ж	5.19е
	5.1з	5.4е	5.7з	5.12к	5.15и	5.17е	5.18е
	5.3д	5.6д	5.9б	5.11и	5.14д	5.18б	5.20и
	5.2а	5.4з	5.7б	5.10д	5.13к	5.18д	5.17г
	5.2б	5.5в	5.8б	5.12в	5.15е	5.18ж	5.19к
	5.3в	5.6е	5.9е	5.11г	5.14б	5.16е	5.18г
	5.2д	5.4в	5.7и	5.10к	5.13и	5.17в	5.19а
	5.3а	5.6г	5.10а	5.12г	5.15б	5.18з	5.17а
	5.3к	5.7в	5.10з	5.12а	5.15ж	5.17а	5.19з
	5.1ж	5.4к	5.6б	5.9а	5.13б	5.16д	5.20б
	5.2ж	5.5д	5.8в	5.11е	5.14в	5.18и	5.17б
	5.1д	5.6ж	5.9в	5.12д	5.15в	5.16и	5.20д
	5.3и	5.7е	5.10е	5.12е	5.15д	5.18г	5.17в
	5.1в	5.6и	5.9д	5.12з	5.15к	5.17к	5.19б
	5.2в	5.5е	5.8и	5.11д	5.14а	5.16в	5.20в
	5.5к	5.8г	5.3б	5.11а	5.13и	5.18к	5.20ж
	5.1б	5.4д	5.7г	5.10в	5.13е	5.16г	5.18д
	5.3г	5.6в	5.9г	5.11в	5.14з	5.17г	5.19в
	5.2г	5.5и	5.8д	5.12ж	5.15г	5.16б	5.18в
	5.1и	5.4ж	5.7д	5.10ж	5.13д	5.17д	5.19г
	5.3з	5.5ж	5.8к	5.11з	5.14к	5.18в	5.20г
	5.2е	5.5б	5.8з	5.11к	5.14г	5.16а	5.20к
	5.1к	5.4а	5.7ж	5.10б	5.13г	5.17ж	5.18а
	5.2к	5.5з	5.7к	5.9к	5.13в	5.17з	5.18б