Задания для контрольной работы № 1 - Механика. Молекулярная физика и термодинамика. Электростатика

Задача 1. Тело массой т = 0,5 кг движется прямолинейно по оси ОХ, причем зависимость координаты х от времени задается уравнением х = 5 – 3t + t².

Определите:

а) расстояние l, которое пройдет тело за время t = 3 с;

б) силу, действующую на тело (F_x) в тот момент времени, когда тело остановится.

Задача 2. Автомобиль массой т = 2 т движется равномерно в гору. Уклон горы равен 4 м на каждые 100 м пути. Известно, что путь L = 3 км был пройден за t = 4 мин и коэффициент трения = 0,08.

Определите:

а) силу тяги мотора и мощность двигателя;

б) количество теплоты, выделяемое при движении на этом пути.

Задача 3. В сосуде находится m = 10 г углекислого газа при темпе- ратуре t = 27 °С и давлении Р = 150 кПа.

1. Чему равна плотность газа при этих условиях?

2. Какова средняя квадратичная скорость молекул газа в этом случае?

3. Какая энергия приходится на вращательное движение всех молекул этого газа, а какая энергия – на поступательное движение?

Задача 4. Две длинные, одноименно заряженные нити расположены на расстоянии r ₁ = 10 см друг от друга. Линейные плотности зарядов одинаковы и равны: τ₁ = τ₂ = 10 мкКл/м.

1. Найти модуль и направление напряженности результирующего поля в точке А, удаленной от каждой нити на расстояние а =10 см.

2. Какую работу А на единицу длины нити надо совершить, чтобы раздвинуть нити до расстояния r₂ = 20 см?

 

Задача 5. В сосуде находится m = 10 г углекислого газа при температуре t = 27 °С и давлении Р = 150 кПа.

1. Чему равна плотность газа при этих условиях?

2. Какова средняя квадратичная скорость молекул газа в этом случае?

3. Какая энергия приходится на вращательное движение всех молекул этого газа, а какая энергия – на поступательное движение?

Задача 6. Две длинные, одноименно заряженные нити расположены на расстоянии

r ₁ = 10 см друг от друга.

Линейные плотности зарядов одинаковы и равны: τ₁ = τ₂ = 10мкКл/м.

1. Найти модуль и направление напряженности результирующего поля в точке А, удаленной от каждой нити на расстояние а =10 см.

2. Какую работу А на единицу длины нити надо совершить, чтобы раздвинуть нити до расстояния r₂= 20 см?

 

Задача 7. Пластины плоского воздушного конденсатора, расположенного горизонтально, заряжены одинаковым по модулю разноименным зарядом и отсоединены от источника напряжения. Между пластинами находится в равновесии маленькая капелька, имеющая точечный заряд q ₀ = 10^–8 Кл и массу m = 0,010 кг.

1. Определите поверхностную плотность заряда пластин конденсатора σ.

2. Чему равна работа электростатических сил А при раздвижении пластин друг от друга с расстояния d ₁ = 3 см до d ₂ = 5 см? Площадь одной пластины S = 200 см².

 

 

Задания для контрольной работы № 2 - Постоянный электрический ток. Электромагнетизм

Задача 1. Определите заряд Q, прошедший по проводнику с сопротивлением R = 3 Ом при равномерном нарастании напряжения на концах проводника от U ₀ = 2 В до U = 4 В в течение t = 20 с.

Задача 2. ЭДС батареи ε = 120 В, сопротивления R ₃ = 30 Ом, R ₂ = 60 Ом. Схема цепи приведена на рисунке. Амперметр показывает ток I = 2 А.

Найти мощность, выделяемую в сопротивлении R ₁. Сопротивлением источника можно пренебречь.

Задача 3. Два элемента с одинаковыми ЭДС ε₁ = ε₂ = 2В и внутренними сопротивлениями r ₁ = 1 Ом, r ₂ = 2 Ом замкнуты на внешнее сопротивление R. Через первый элемент течет ток I ₁ = 1 А. Найдите сопротивление R, ток I ₂, текущий через второй элемент, и ток I, текущий через сопротивление R. Схема соединения показана на рисунке.

Задача 4. Два прямолинейных бесконечно длинных проводника скрещены под прямым углом (см. рисунок). По проводникам текут токи I₁ = 4,0 A, I₂ = 3,0 A. Расстояния. ОА = АС = r = 10 см. Найдите модуль вектора индукции магнитного поля заданных токов, создаваемых в точке А.

Задача 5. По двум параллельным бесконечно длинным прямым проводам, находящимся на расстоянии d = 10 см друг от друга, в одном направлении текут токи I ₁ = I ₂ = I = 100 А. Вычислить силу F, действующую на отрезок длиной l = 1 м каждого провода.

Задача 6. В однородном магнитном поле с индукцией B = 2,0 Тл движется протон. Траектория его движения представляет собой винтовую линию радиуса R = 1,0 мм и шагом h = 6,0 мм. Вычислить кинетическую энергию W _К протона.

Задача 7. В однородном магнитном поле с индукцией В = 1,0 Тл находится прямой провод длиной l = 20 см, концы которого замкнуты вне поля. Сопротивление всей цепи равно R = 0,1 Ом. Найти силу F, которую нужно приложить к проводу, чтобы перемещать его перпендикулярно линиям индукции со скоростью v = 2,5 м/с.

 

Задача 8. Соленоид содержит N = 800 витков. Сердечник из немагнитного материала имеет площадь сечения S = 6,0 см². Длина соленоида l = 40 см. По обмотке соленоида течет ток I = 2,5 А. Найти среднее значение ЭДС самоиндукции, которая возникает в соленоиде, если ток уменьшается практически до нуля за время ∆t = 0,8 мс.