2020-06-08
675
Электромагнетизм»
Задача 2.1. Два точечных заряда q 1 и q 2 находятся в среде с диэлектрической проницаемостью ε на расстоянии r. Сила взаимодействия зарядов F. Используя данные таблицы 2.1, найдите недостающие данные. Укажите характер взаимодействия: притяжение или отталкивание?
Задача 2.2. Заряд q 0 находится в поле бесконечно длинной заряженной нити с линейной плотностью заряда на ней τ. При перемещении заряда q 0 из точки, отстоящей на расстоянии r 1 от нити в точку на расстояние r 2 от нити, совершается работа A 12. Δφ – разность потенциалов между точками, Е (r 1) – напряжённость поля на расстоянии r 1. Используя данные таблицы 2.2, найдите недостающие величины.
Задача 2.3. Плоский конденсатор с площадью пластин S и расстоянием между пластинами d заполнен веществом с диэлектрической проницаемостью ε. К конденсатору приложено напряжение U. Используя данные, приведенные в таблице 2.3, определите: электроёмкость С конденсатора, энергию W заряженного конденсатора, напряжённость электрического поля E между пластинами, объёмную плотность энергии w.
Задача 2.4. Для изготовления нагревательного элемента мощностью P взяли проволоку длиной l. Диаметр проволоки d, удельное сопротивление материала, из которого изготовлена проволока − ρ. Приложенное напряжение U. Использую данные таблицы 2.4, определите длину l проволоки, её сопротивление R, силу тока I и плотность тока j.
Задача 2.5. Для определения эдс ε и внутреннего сопротивления r источника тока собрали цепь по схеме, приведенной на рис 2.5. При некотором положении скользящего контакта реостата амперметр показал силу тока I 1, а вольтметр – напряжение U 1. Когда контакт переместили влево, амперметр показал – I 2, а вольтметр – U 2. Найдите внутреннее сопротивление r источника и его эдсε.
Исходные данные приведены в таблице 2.5.
Рисунок 2.5
Задача 2.6 Проводник длиной l и диаметром d находится при температу-ре t 1, при этом его сопротивление R 1. После нагревания до температуры t 2 его сопротивление стало R 2. ρ0 – удельное сопротивление материала, α – температурный коэффициент сопротивления.
1. Используя данные таблицы 2.6, найти недостающие величины.
2. Используя справочные данные, определить возможный материал проводника.
Задача 2.7. Катушка, намотанная на немагнитный цилиндрический каркас, содержит N витков провода. Длина катушки l, площадь поперечного сечения S. По проводу течёт ток I 0. За время Δ t сила тока убывает до значения I. Используя данные таблицы 2.7, определить индуктивность L катушки и среднее значение эдс ε, возникающей в контуре.
Задача 2.8. В однородном магнитном поле, индукция которого В, с постоянной частотой f вращается рамка. Обмотка рамки содержит N витков провода и охватывает площадь S. При этом на концах обмотки регистрируется напряжение, эффективное значение которого U эф.. Используя числовые данные, приведенные в таблице 2.8, определите величину индукции магнитного поля.
Таблицы вариантов к задачам по теме
Таблица к задаче 2.1
| № п/п | ε | q 1, нКл | q 2, нКл | r, см | F, мкН |
| 1 | 2,0 | − 20 | 30 | 10 | |
| 2 | 7,0 | 7,5 | 5 | 56,7 | |
| 3 | 3,0 | 6,0 | 8 | 43,6 | |
| 4 | 5,0 | 18 | − 35 | 50,4 | |
| 5 | 24 | 7,5 | 3 | 90 | |
| 6 | 7,0 | 14 | 12 | 31,25 | |
| 7 | 5,0 | − 6,5 | 27 | 7 | |
| 8 | 2,2 | 8 | 4 | 511,4 | |
| 9 | 17 | 5,5 | 7 | 21,47 | |
| 10 | 3,0 | 8,5 | − 14,6 | 5,5 |
Таблица к задаче 2.2
| № п/п | q0, нКл | τ, нКл/м | r 1, см | r 2, см | А12, мкДж | Е(r1), кВ/м | Δϕ, В |
| 1 | 2 | 4 | 2 | 4 | |||
| 2 | 6 | 1 | 2 | 5 | |||
| 3 | 5 | 1 | 3 | 6 | |||
| 4 | 4 | 4 | 5 | 0,6 | |||
| 5 | 3 | 8 | 3 | 4 | |||
| 6 | 2 | 4 | 10 | 30 | |||
| 7 | 2 | 3 | 8 | 50 | |||
| 8 | 3 | 5 | 3 | 5 | |||
| 9 | 5 | 4 | 6 | 0,8 | |||
| 10 | 3 | 2 | 4 | 6 |
Таблица к задаче 2.3
| п/п | ε | d, мм | S, cм2 | U, В | C, 10−9, Ф | W, 10−6 Дж | E, кВ/м | w, Дж/м3 |
| 1 | 2,0 | 0,2 | 50,0 | 30,0 | ||||
| 2 | 7,0 | 1,1 | 100,0 | 150,0 | ||||
| 3 | 3,0 | 1,2 | 30,0 | 100,0 | ||||
| 4 | 5,0 | 1,3 | 60,0 | 40,0 | ||||
| 5 | 2,0 | 1,4 | 30,0 | 36,0 | ||||
| 6 | 7,0 | 1,5 | 50,0 | 70,0 | ||||
| 7 | 5,0 | 1,6 | 20,0 | 30,0 | ||||
| 8 | 2,2 | 1,7 | 80,0 | 150,0 | ||||
| 9 | 2,0 | 1,8 | 120,0 | 100,0 | ||||
| 10 | 3,0 | 1,9 | 40,0 | 40,0 |
Таблица к задаче 2.4
| п/п | ρ, мкОм⋅м | d, мм | S, мм2 | Р, Вт | U, В | l, м | R, Oм | I, A | j, A/мм2 |
| 1 | 1,1 | 1,0 | 100 | 36 | |||||
| 2 | 1,1 | 1,1 | 150 | 24 | |||||
| 3 | 1,1 | 1,2 | 120 | 36 | |||||
| 4 | 1,1 | 1,3 | 200 | 36 | |||||
| 5 | 1,1 | 1,4 | 250 | 24 | |||||
| 6 | 1,1 | 1,5 | 300 | 110 | |||||
| 7 | 1,1 | 1,6 | 180 | 36 | |||||
| 8 | 1,1 | 1,7 | 2500 | 220 | |||||
| 9 | 1,1 | 1,8 | 2000 | 220 | |||||
| 10 | 1,1 | 1,9 | 1500 | 110 |
Таблица к задаче 2.5
| № п/п | U 1, В | U 2, В | I 1, А | I 2, А | ε, В | r, Ом |
| 1 | 4,0 | 3,6 | 0,50 | 0,9 | ||
| 2 | 5,6 | 5,1 | 0,80 | 1,3 | ||
| 3 | 8,2 | 7,8 | 0,94 | 1,4 | ||
| 4 | 15,1 | 13,9 | 0,50 | 1,2 | ||
| 5 | 16,3 | 14,7 | 1,70 | 2,4 | ||
| 6 | 6,6 | 5,9 | 0,20 | 0,25 | ||
| 7 | 5,5 | 5,0 | 0,30 | 0,35 | ||
| 8 | 4,5 | 4,1 | 0,40 | 0,45 | ||
| 9 | 3,6 | 3,0 | 0,50 | 0,55 | ||
| 10 | 2,7 | 2,4 | 0,60 | 0,65 |
Таблица к задаче 2.6
| № п/п | l, м | d, мм | R1, Ом | t1, °С | R2, Ом | t2, °С | ρ0, 10−8 Ом⋅м | α, 10−3 1/°С | Δt, °С |
| 1 | 1,0 | 1,90 | 10 | 100 | 2,5 | 4,60 | 10 | ||
| 2 | 1,5 | 0,10 | 10 | 60 | 18,2 | 3,90 | 5 | ||
| 3 | 0,5 | 0,70 | 20 | 90 | 4,89 | 5,10 | 10 | ||
| 4 | 0,8 | 0,50 | 25 | 65 | 8,6 | 6,51 | 5 | ||
| 5 | 2,0 | 1,20 | 10 | 90 | 2,06 | 4,02 | 10 | ||
| 6 | 4,0 | 1,30 | 15 | 75 | 5,57 | 6,04 | 10 | ||
| 7 | 3,0 | 0,60 | 20 | 70 | 4,31 | 4,12 | 5 | ||
| 8 | 1,8 | 0,85 | 10 | 110 | 1,55 | 4,33 | 10 | ||
| 9 | 2,4 | 1,15 | 20 | 60 | 5,05 | 4,73 | 5 | ||
| 10 | 2,6 | 1,30 | 15 | 65 | 71,0 | 2,00 | 5 |
Таблица к задаче 2.7
| № п/п | N | l, см | S, см2 | I 0, А | I, А | Δ t, мкс | L, мГн | ε, В |
| 1 | 200 | 10 | 4,0 | 0,6 | 0,1 | 120 | ||
| 2 | 500 | 8 | 2,5 | 1,2 | 0,3 | 50 | ||
| 3 | 250 | 9 | 3,0 | 1,5 | 0,2 | 100 | ||
| 4 | 300 | 5 | 2,0 | 2,0 | 0,8 | 90 | ||
| 5 | 350 | 7 | 3,5 | 1,8 | 0,6 | 125 | ||
| 6 | 220 | 5,5 | 1,5 | 2,5 | 0,6 | 130 | ||
| 7 | 320 | 9,5 | 2,8 | 1,3 | 0,15 | 150 | ||
| 8 | 260 | 7,5 | 1,9 | 2,3 | 0,25 | 100 | ||
| 9 | 400 | 12 | 4,5 | 0,8 | 0,15 | 110 | ||
| 10 | 450 | 8,5 | 2,5 | 1,3 | 0,05 | 180 |
Таблица к задаче 2.8
| № пп | S, см2 | f, Гц | N, виток | U эф, В | B, Тл |
| 1 | 50 | 15 | 100 | 50 | |
| 2 | 30 | 20 | 120 | 50 | |
| 3 | 60 | 10 | 150 | 36 | |
| 4 | 100 | 16 | 250 | 24 | |
| 5 | 45 | 8 | 220 | 40 | |
| 6 | 68 | 12 | 130 | 20 | |
| 7 | 150 | 5 | 125 | 12 | |
| 8 | 34 | 10 | 90 | 21 | |
| 9 | 56 | 14 | 85 | 9 | |
| 10 | 140 | 6 | 250 | 21 |
II. Таблица вариантов к контрольной работе «Колебания и волны»
|
Вариант | Номера контрольных заданий | |||
| 3.1 | 3.2 | 3.3 | 3.4 | |
| 01 | 1 | 3 | 5 | 8 |
| 02 | 2 | 5 | 6 | 7 |
| 03 | 3 | 7 | 7 | 6 |
| 04 | 4 | 9 | 8 | 5 |
| 05 | 5 | 1 | 9 | 4 |
| 06 | 6 | 2 | 10 | 3 |
| 07 | 7 | 3 | 6 | 2 |
| 08 | 8 | 4 | 5 | 1 |
| 09 | 9 | 5 | 4 | 8 |
| 10 | 10 | 6 | 6 | 9 |
| 11 | 10 | 7 | 7 | 6 |
| 12 | 9 | 8 | 1 | 6 |
| 13 | 8 | 9 | 2 | 1 |
| 14 | 7 | 10 | 6 | 2 |
| 15 | 6 | 10 | 7 | 3 |
| 16 | 5 | 9 | 9 | 4 |
| 17 | 4 | 8 | 1 | 5 |
| 18 | 3 | 7 | 2 | 6 |
| 19 | 2 | 6 | 3 | 7 |
| 20 | 1 | 5 | 4 | 8 |
| 21 | 8 | 4 | 5 | 9 |
| 22 | 9 | 3 | 6 | 10 |
| 23 | 1 | 2 | 7 | 6 |
| 24 | 2 | 1 | 8 | 5 |
| 25 | 3 | 5 | 9 | 4 |
| 26 | 4 | 6 | 10 | 10 |
| 27 | 5 | 7 | 3 | 9 |
| 28 | 4 | 8 | 5 | 8 |
| 29 | 6 | 9 | 7 | 7 |
| 30 | 8 | 10 | 9 | 8 |
