Коефіцієнт лінійного розширення твердих речовин 16 страница

а) 60 мкФ; в) 30 мкФ;

б) 55,5 мкФ; г) 3,75 мкФ.

44. Визначте заряд конденсатора ємністю 30 мкФ, якщо від стань між його обкладками 3 мм, а напруженість поля в конденсаторі 300 В/м:

а) 2,7∙10^─5 Кл; в) 2,2∙10^─⁷ Кл;

б) 1,7∙10^─7 Кл; г) 2,1∙10^─8 Кл.

45. Визначте заряд конденсатора, заповненого слюдою, якщо напруга на його обкладках 100 В, площа кожної обкладки 4 см², а відстань між ними 2 мм:

а) 18 нКл; в) 1,1 нКл;

б) 1,8 нКл; г) 3,6 нКл.

46. Обчисліть енергію поля всередині конденсатора ємністю 120 мкФ, зарядженого до напруги 600 В:

а) 2,7 Дж; в) 10,8 Дж;

б) 5,4 Дж; г) 21,6 Дж.

47. Енергія поля всередині конденсатора ємністю 6 мкФ дорівнює 108 Дж. Визначте заряд конденсатора:

а) 36 Кл; в) 6 Кл;

б) 12 Кл; г) 3 Кл.

48. Виберіть значення електричної сталої:

а) 6,67∙10^─¹¹ Ф/м; в) 8,85∙10^─12 Ф/м;

б) 8,85∙10^─11 Ф/м; г) 8,85∙10^─13 Ф/м.

II рівень

Завдання 49—71 містять по п'ять варіантів відповідей, з яких лише одна правильна.

49. У трьох вершинах квадрата зі стороною 9 см розміщені послідовно заряди 4 нКл, ─4 нКл, 4 нКл. Визначте напруженість електричного поля в центрі квадрата:

а) 30 кВ/м; г) 11,2 кВ/м;

б) 26,7 кВ/м; д) 17,4 кВ/м.

в) 8,9 кВ/м;

50. На відстані 5 см від заряду 4 нКл, розташованого в діелектрику, напруженість поля становить 10 кН/Кл. Визначте діелектричну проникність діелектрика і потенціал поля в даній точці:

а) 1,55; 720 В; г) 1,55; 500 В;

б) 1,44; 500 В; д) 1,44; 600 В.

в) 1,66; 640 В;

51. У вершинах гострих кутів єгипетського трикутника розміщені два заряди ─5 мкКл і 4 мкКл. Визначте напруженість поля у вершині прямого кута трикутника, розміщеній на відстані 4 см від першого заряду та 3 см від другого:

а) 1650 кВ/м; г) 1350 кВ/м;

б) 1550 кВ/м; д) 1250 кВ/м.

в) 1450 кВ/м;

52. Два невідомі за знаком і значенням точкові заряди, модулі яких відносяться як 1:3, знаходяться на відстані r. На прямій, що з'єднує ці заряди, є точка, в якій напруженість електричного поля дорівнює нулю. Вкажіть розміщення точки:

а) 0,5r ( + 1) від меншого заряду;

б) 0,5r від меншого заряду;

в) 1,5r від більшого заряду;

г) 0,5r ( ─ 1) від меншого заряду;

д) 0,5r ( ─ 1) від більшого заряду.

53. Визначте напруженість поля між двома нескінченними паралельними площинами з поверхневими густинами зарядів 2 нКл/м²і 4 нКл/м²:

а) 678 Н/Кл; г) 113 Н/Кл;

б) 435 Н/Кл; д) 293 Н/Кл.

в) 712 Н/Кл;

54. В однорідному полі з напруженістю 40 кВ/м перемістився позитивний заряд 10 нКл. Переміщення дорівнює 10 см і утворює кут 60° з напрямом силових ліній поля. Визначте роботу електричного поля:

а) 25 мкДж; г) 10 мкДж;

б) 20 мкДж; д) 5 мкДж.

в) 15 мкДж;

55. Початкова швидкість руху електрона 300 км/с. Визначте швидкість руху електрона, який пролетів прискорюючу різницю потенціалів 500 В:

а) 600 км/с; г) 4300 км/с;

б) 3000 км/с; д) 5200 км/с.

в) 6000 км/с;

56. Металева сфера радіусом 10 см має заряд 1 мкКл. Обчисліть різницю потенціалів між двома довільними точками всередині сфери:

а) 0; г) 60 В;

б) 40 В; д) 70 В.

в) 50 В;

57. Потенціал поверхні провідної кулі 30 В, їїрадіус 10 см. Ви значте потенціал на відстані 5 см від поверхні кулі:

а) 10 В; г) 30 В;

б) 50 В; д) 20 В.

в) 40 В;

58. Порівняйте роботи по переміщенню позитивного заряду в полі негативного заряду з точки А в точку В, з точки А в точку С, з точки А в точку D:

а) найбільша ─ з точки А в точку В; найменша ─ з точки А в точку D;

б) найбільша ─ з точки А в точку С; найменша ─ з точки А в точку D;

в) найбільша ─ з точки А в точку D; найменша ─ з точки А в точку В;

г) найбільша ─ з точки А в точку D; найменша ─ з точки А в точку С;

д) однакові ─ з точки А в точку С і з точки А в точку В; з точки А вточку D робота дорівнює нулю.

59. Точковий заряд знаходиться в одній вершині правильного трикутника і створює в інших вершинах потенціал 20 В. Визначте потенціал у третій вершині, якщо в другу вершину помістити такий самий заряд, як у першій:

г) 40 В; д) 0.

а) 10 В;

б) 20 В;

в) 30 В;

■

60. Дві однакові металеві кульки радіусом по 10 см, заряджені однаковими за модулем різнойменними зарядами, знаходяться на відстані 10 м. Визначте потенціал у точці, що знаходиться посередині між кульками:

а) 0; г) 30 В;

б) 20 В; д) 35 В.

в) 25 В;

61. Відношення потенціалів у двох точках електричного поля дорівнює 3. Визначте відношення напруженостей поля у цих точках:

а) 3; г) ;

б) 6; д) 1.

в) 9;

62. Напруженість горизонтального однорідного електричного поля 200 В/м. Визначте напругу між двома довільними точками, що розміщені на відстані 20 см у напрямку 30° до вертикалі:

а) 10 В; г) 40 В;

б) 20 В; д) 50 В.

в) 30 В;

63. У двох вершинах рівностороннього трикутника зі стороною 3 см розміщені точкові заряди 20 нКл і -20 нКл. Визначте потенціал і напруженість електричного поля в третій вершині:

а) 1,8 кВ; 8∙10³ Н/Кл; г) 3,8 кВ; 240∙10³ Н/Кл;

б) 0,8 кВ; 48∙10³ Н/Кл; д) 0; 2∙10⁵ Н/Кл.

в) 2,8 кВ; 4∙10⁵ Н/Кл;

64. Дві віддалені одна від одної заряджені металеві кульки з'єднані тонким дротом. Заряди кульок 5 нКл і 20 нКл. Визнач те відношення радіусів кульок:

а) R₁:R₂= 2; г) R₂: R₁= 2;

б) R₁:R₂= 4; д) R ₂:R₁= 4.

в) R₁: R ₂ = 16;

65. До двох послідовно з'єднаних конденсаторів ємністю 4 С кожний приєднують паралельно конденсатор ємністю С. Ви значте загальну ємність, якщо С = 20 мкФ:

а) 60 мкФ; г) 30 мкФ;

б) 50 мкФ; д) 20 мкФ.

в) 40 мкФ;

66. До двох паралельно з'єднаних конденсаторів ємністю 2 С кожний приєднують послідовно конденсатор ємністю С. Визнач те загальну ємність, якщо С = 60 мкФ:

а) 80 мкФ; г) 60 мкФ;

б) 120 мкФ; д) 48 .мкФ.

в) 72 мкФ;

67. Напруга на обкладках конденсатора дорівнює 120 В. При розряджанні конденсатора через резистор виділяється кіль кість теплоти 4 мДж. Визначте ємність конденсатора та по рівняйте кількість теплоти, яка виділиться при збільшенні опору резистора в 2 рази:

а) 56 мкФ; більша в 2 рази;

б) 28 мкФ; менша в 2 рази;

в) 5,6 мкФ; більша в 2 рази;

г) 2,8 мкФ; менша в 2 рази;

д) 0,56 мкФ; однакова.

68. До трьох паралельно з'єднаних конденсаторів ємністю С кожний приєднують послідовно конденсатор ємністю 2 С. Визнач те загальну ємність, якщо С = 30 мкФ:

а) 30 мкФ; г) 25 мкФ;

б) 32 мкФ; д) 48 мкФ.

в) 36 мкФ;

69. До трьох послідовно з'єднаних конденсаторів ємністю 3 С кожний приєднують паралельно конденсатор ємністю 2 С. Обчисліть загальну ємність:

а) 1,5 С; г) 3 С;

б) 1,6 С; д) 2 С.

в) 1,8 С;

70. При розряджанні батареї, що складається з 20 паралельно з'єднаних однакових конденсаторів, виділилося 10 Дж тепла. Визначте напругу, до якої були заряджені конденсатори, якщо ємність кожного дорівнює 4 мкФ:

а) 500 В; г) 800 В;

б) 600 В; д) 300 В.

в) 400 В;

71. Конденсатор складається з двох круглих пластин діаметром 10 см, розділених шаром парафіну завтовшки 1 мм. Визнач те напруженість і енергію електричного поля конденсатора, якщо його заряд 4 нКл:

а) 6,85 кВ/м; 3,42∙10^─9 Дж;

б) 3,85 кВ/м; 3,42∙10^─9 Дж;

в) 3,85 кВ/м; 6,85∙10^─9 Дж;

г) 6,85 кВ/м; 13,7∙10^─9 Дж;

д) 3,85 кВ/м; 13,7∙10^─9 Дж.

Завдання 72—78 містять кілька правильних відповідей. Укажіть усі правильні відповіді.

72. Виберіть формули, за якими можна визначити напруженість електричного поля:

а) ; г) Е = Ud;

б) ; д) .

в) ;

73. Виберіть величини, які можуть мати від'ємні значення:

а) напруженість електричного поля;

б) потенціал електричного поля;

в) електроємність;

г) енергія електричного поля;

д) робота електричного поля по переміщенню заряду.

74. Виберіть формули, за якими можна визначити електроємність:

а) ;г) ;

б) ; д) C = 4πε₀εR.

в) ;

75. Виберіть формули для визначення потенціалу електричного поля:

а) ; г) ;

б) φ =kqr; д) .

в) ;

76. Виберіть одиниці напруженості електричного поля:

а) Н/м; г) Н/Кл;

б) В/м; д) Н∙м.

в) В/Кл;

77. Виберіть формули, за якими можна визначити енергію електричного поля:

а) ; г) ;

б) ;д) .

в) ;

78. Вкажіть формули, за якими можна визначити густину енергії електричного поля у вакуумі:

а) ; г) ;

б) ; д) .

в) w = W∙V;

ІІІ рівень

Розв'яжіть задачі.

79. У вакуумі в однорідному полі знаходиться в спокої пилинка, маса якої 2∙10^─8 г, а заряд

─1,6∙10^─10 Кл. Яка напруженість електричного поля? На скільки повинна змінитися напруженість поля, щоб пилинка почала рухатися вниз з прискоренням 2 м/с?

80. У повітряному конденсаторі знаходиться в спокої заряджена кулька на відстані 0,8 см від нижньої пластини. Напруга між пластинами 300 В. Через який час кулька впаде на пластину, якщо напруга зменшиться до 60 В? Вважайте g =10 м/с².

81. Два точкові заряди -6 нКл і 1,6 нКл розміщені на відстані 9 см. Яка відстань від першого заряду до точки, в якій напруженість поля дорівнює нулю?

82. Визначте напруженість електричного поля диполя у точці на перпендикулярі до середини плеча диполя на відстані 50 см від його центра. Модуль зарядів диполя 10 нКл, плече диполя 5 см.

83. Тонке дротяне кільце, радіус якого R, рівномірно заряджене позитивним зарядом q. Визначте напруженість електричного поля на осі кільця в його центрі, на відстані d від центра.

84. Залізна куля радіусом 1 см із зарядом 10 мкКл знаходиться в гасі. Визначте напруженість однорідного поля, якщо куля плаває всередині гасу.

85. Визначте роботу поля по перенесенню з нескінченності точкового заряду 2 нКл у точку, віддалену на 2 см від поверхні кулі радіусом 1 см. Поверхнева густина заряду кулі 1 нКл/см².

86. Яку роботу здійснює поле при зміні відстані між зарядами 4 нКл і ─8 нКл з 40 см до 30 см?

87. Кулька масою 40 мг із зарядом 1 нКл переміщується з нескінченності зі швидкістю 10 см/с. На яку відстань вона зможе наблизитися до точкового заряду 1,33 нКл?

88. Вісім заряджених водяних крапель радіусом по 1 мм зливаються в одну велику краплю. Визначте потенціал великої краплі, якщо заряд малої 0,1 нКл.

89. Краплю ртуті, що має потенціал 45 В, розбивають на 27 однакових краплинок.

90. Визначте потенціал маленької краплинки пролетівши від однієї пластини до іншої, набув швидкості 300 км/с.

91. Потенціал на поверхні кулі радіусом 12 см дорівнює 120 В. Чому дорівнює потенціал на відстані 12 см від поверхні кулі? Яким буде потенціал у цій точці, якщо заряд кулі зменшити на 1 нКл?

92. Металеву кулю радіусом 1 см, що має заряд 20 нКл, оточили концентричною провідною оболонкою радіусом 5 см із зарядом ─40 нКл. Визначте зміну потенціалу кулі, якщо оболонку заземлити.

93. Поверхнева густина заряду рівномірно зарядженої нескінченної вертикальної площини дорівнює 17,3 мКл/м². На невагомій нитці в полі цієї площини висить кулька масою 1 г і зарядом 1 нКл. Який кут між ниткою і площиною?

94. Електрон влітає в однорідне поле напруженістю Е паралельно до пластин конденсатора завдовжки ℓ. Відхилення електрона від початкового напряму при вильоті з конденсатора ─ s. Яка початкова швидкість руху електрона?

95. Електрон, що пройшов прискорюючу різницю потенціалів 500 В, влітає в простір між пластинами конденсатора паралельно до них. Відстань між пластинами 8 мм, їхня довжина 5 см, а напруга на конденсаторі 200 В. На яку відстань по вертикалі зміститься електрон, пролетівши конденсатор?

96. Дві металеві концентричні сфери з радіусами 5 см і 10 см мають заряди відповідно 20 нКл і ─10 нКл. Визначте напруженість поля у точках на відстані 3 см, 8 см і 14 см від центра сфер.

97. Дві однакові кульки, що мають однойменні заряди, з'єднані пружиною, жорсткість якої k, а довжина 4 см. Кульки коливаються так, що відстань між ними змінюється від 3 см до 6 см. Які заряди кульок?

98. Дві кулі, потенціали яких 120 В і 50 В, а радіуси відповідно 5 см і 8 см, з'єднують тонким дротом. Визначте потенціал куль після з'єднання та заряд, що перейшов з однієї кулі на іншу.

99. Конденсатор ємністю 50 мкФ має заряд 6 мкКл. Паралельно до нього під'єднали незаряджений конденсатор ємністю 25 мкФ. На скільки енергія батареї відрізняється від початкової енергії першого конденсатора?

100. Конденсатор ємністю 6 мкФ, заряджений до напруги 127 В, з'єднали паралельно з конденсатором, ємність якого 4 мкФ, а напруга на його обкладках 220 В. Визначте ємність батареї та напругу на її затискачах.

101. Конденсатор ємністю 1 мФ застосовують для імпульсного стикового зварювання мідних дротів при напрузі 1200 В. ККД пристрою 6% . Визначте середню корисну потужність розряду, якщо його тривалість 1 мкс.

102. Конденсатори ємністю 0,5 мкФ, 1 мкФ і 2 мкФ з'єднали послідовно та ввімкнули в мережу напругою 110 В. Визначте розподіл напруги на конденсаторах.

103. Конденсатор з квадратними обкладками завдовжки ℓ, розміщеними на відстані d, заповнений двома паралельними до обкладок шарами різних діелектриків завтовшки 0,5d кожен. Діелектрична проникність шарів ε₁і ε₂. Яка ємність конденсатора?

104. Конденсатор з квадратними обкладками зі стороною ℓ, розміщеними на відстані d, заповнений двома шарами діелектриків завтовшки d кожний. Діелектрична проникність шарів ε₁і ε₂, а кожний шар має площу 0,5ℓ × ℓ.Визначте ємність конденсатора.

106. Батарея з п'яти конденсаторів ввімкнена так, як показано на схемі. Ємності конденсаторів С₁= С₂= С₃= 0,11 пФ, С₄ = 0,05 пФ, С₅= 0,11 пФ. Визначте заряд кожного конденсатора, якщо напруга на батареї конденсаторів 60 В.

105. Батарея з п'яти конденсаторів ввімкнена так, як показано на схемі. Ємності конденсаторів однакові й рівні 3 пФ. Визначте загальну ємність батареї.

107. Яка кількість теплоти виділиться при паралельному з'єднанні конденсаторів ємністю 2 мкФ і 0,5 мкФ однойменно зарядженими пластинами, якщо конденсатори були заряджені до напруг відповідно 100 В і 50 В?

108. У повітряний конденсатор з площею обкладок S і відстанню між ними d вставляють металеву пластину завтовшки d₀. Заряд на обкладках q, конденсатор відключений від джерела. Визначте зміну ємності конденсатора і зміну енергії електричного поля.

109. Енергія повітряного конденсатора 2 мкДж. Якою стане енергія конденсатора після заповнення його діелектриком, діелектрична проникність якого 2, коли конденсатор: 1) відключений від джерела; 2) підключений до джерела?

Завдання 110—115 передбачають встановлення відповідності понять першого та другого стовпчиків. Відповідь дайте у вигляді комбінацій цифр та букв.

110. Встановіть відповідність величини та її буквеного позначення:

1) діелектрична проникність середовища; а) С;

2) напруженість поля; б) φ;

3) потенціал поля; в) W;

4) електроємність; г) Е;

5) енергія електричного поля; д) ε.

111. Встановіть відповідність величини та її одиниці:

1) напруженість поля; а) Дж;

2) потенціал поля; б) Ф;

3) робота електричного поля; в) В;

4) електроємність; г) Кл/м²;

5) поверхнева густина заряду; д) Дж/м³;

6) густина енергії поля; е) Н/Кл.

112. Встановіть відповідність величини та її математичного ви разу за означенням:

1) напруженість; a) A/q;

2) різниця потенціалів; б) q/S;

3) електроємність; в) q/U;

4) густина енергії поля; г) F/q;

5) поверхнева густина заряду; д) W/V.

113. Встановіть відповідність електроємності послідовного з'єднання двох, трьох, п конденсаторів:

1) для двох конденсаторів; а) С/п;

2) для трьох конденсаторів; б) С₁+ С₂;

3) для п однакових в)

конденсаторів;

4) для п різних конденсаторів; г) ;

д)

114. Встановіть відповідність фрагментів речень:

1) у всіх точках еквіпотенціальної а) різний;

поверхні потенціал поля...; б) позитивний;

2) напрям ліній напруженості однорідного поля...; в) від’ємний;

3) потенціал поля негативного заряду...; г) дорівнює нулю;

заряд, на якому починаються лінії д) однаковий.

напруженості електричного поля, — ...;

115. Встановіть відповідність назв одиниць величин та одиниць, виражених через основні одиниці СІ:

1) фарад; а) ;

2) вольт; б) ;

3) джоуль; в) ;
д) .

Електричний струм

І рівень

Завдання 1—98 містять по чотири варіанти відповідей, з яких лише одна правильна.

1. Виберіть визначення електричного струму:

а) заряд, що проходить через поперечний переріз провідника;

б) впорядкований рух заряджених частинок;

в) властивість провідників передавати накопичений електричний заряд іншим провідникам;

г) впорядкований рух провідника.

2. Вкажіть назву речовин, що не проводять електричний струм:

а) надпровідники;

б) провідники;

в) напівпровідники;

г) діелектрики.

3. Вкажіть рядок, у якому наведено лише діелектрики:

а) вода, ртуть, олія;

б) залізо, алюміній, магній;

в) повітря, скло, водний розчин соляної кислоти;

г) слюда, парафін, спирт.

4. Виберіть назву величини, що характеризує швидкість пере несення заряду через поперечний переріз провідника:

а) електричний опір;

б) сила струму;

в) напруга;

г) заряд.

5. Вкажіть, що саме прийнято за напрямок електричного струму:

а) напрям руху негативно заряджених частинок;

б) рух заряджених частинок від полюса « ─ » до полюса « + » джерела струму;

в) напрям руху позитивно заряджених частинок, або напрям, протилежний до напряму руху негативно заряджених частинок;

г) напрям руху негативно заряджених частинок або напрям, протилежний до напряму руху позитивно заряджених частинок.

6. Вкажіть формулу, що встановлює залежність між силою струму та іншими фізичними величинами:

а) ; в) ;

б) ; г) I = qt.

7. Вкажіть характер руху вільних заряджених частинок у провіднику, коли через нього не протікає струм:

а) впорядкований рух;

б) не рухаються зовсім;

в) можуть рухатися і впорядковано, і хаотично;

г) хаотичний рух.

8. Через поперечний переріз провідника проходить заряд 0,12 Кл за 2 хв. Визначте силу струму в провіднику:

а) 0,6 А; в) 0,24 А;

б) 0,02 А; г) 0,001 А.

9. Вкажіть прилад для вимірювання сили струму:

а) вольтметр; в) омметр;

б) амперметр; г) реостат.

10. Порівняйте, у скільки разів сила струму 2 А більша за силу струму 2 мА:

а) 10; в) 1000;

б) 100; г) 10000.

11. Визначте верхню межу вимірювання та показання приладу:

а) 2 А; 0,3 А;

б) 1 А; 0,8 А;

в) 0,1 А; 0,8 А;

г) 2 А; 0,8 А.

12. Визначте ціну поділки шкали та показання приладу:

а) 0,1 мА; 1,3 мА;

б) 0,5 мА; 1,6 мА;

в) 0,2 мА; 1,3 мА;

г) 0,2 мА; 1,6 мА.

13. Через спіраль однієї електричної лампи проходить заряд 50 Кл за 1 хв, а через спіраль іншої лампи — 40 Кл за 30 с. Визначте, в якій лампі протікає менший струм і в скільки разів:

а) у першій; в 1,25 раза;

б) у першій; в 1,6 раза;

в) у першій; в 37,5 раза;

г) у другій; в 1,6 раза.

14. Сила струму в електричній прасці 0,4 А. Визначте заряд і кіль кість електронів, що проходять через переріз спіралі за 8 хв:

а) 0,00083 Кл; 12∙10²⁰;

б) 3,2 Кл; 2∙10¹⁹;

в) 192 Кл; 12∙10²⁰;

г) 0,0083 Кл; 2,5∙10¹⁸.

15. Через поперечний переріз провідника за 4 хв впорядковано проходять 3∙10²³ електронів. Визначте силу струму в провіднику:

а) 200 А; в) 2 А;

б) 0,02 А; г) 0,2 А.