Бакалавриата очной формы обучения
ФИЗИКА
Задания к расчетно-графическим работам №1 и №2
для студентов инженерно-технических направлений
Бакалавриата очной формы обучения,
выполняющих 4 расчетно-графические работы
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Брянская государственная инженерно-технологическая академия»
Кафедра «Физика»
Утверждены научно-методическим
советом БГИТА
протокол №___ от ___________ 2011 года
ФИЗИКА
Задания к расчетно-графическим работам №1 и №2
для студентов инженерно-технических направлений
Бакалавриата очной формы обучения,
выполняющих 4 расчетно-графические работы
БРЯНСК 2011
УДК 53
Физика. Задания к расчетно-графическим работам №1 и №2 для студентов инженерно-технических направлений бакалавриата очной формы обучения, выполняющих 4 расчетно-графические работы / Брянская гос. инж.-технол. акад. Сост. Э.В. Бабкова, Е.А Вощукова, Т.И.Ушакова. – Брянск: БГИТА, 2011. – 53 с.
В сборнике приведены задания к расчетно-графическим работам №1 «Физические основы механики» и №2 «Молекулярная физика и термодинамика. Электростатика. Постоянный ток». Все задания РГР разбиты на разделы, соответствующие программе по дисциплине «Физика» для студентов инженерно-технических направлений бакалавриата. Даны общие указания по выполнению расчетно-графических работ и список рекомендуемой литературы.
Для студентов очной формы обучения, выполняющих 4 расчетно-графические работы.
Рецензент
Алексеева Г.Д., доцент, канд. физ.-мат. наук
Рекомендованы редакционно-издательской и методической комиссиями
строительного факультета БГИТА
Протокол № ___ от _____________2011 года
УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИХ РАБОТ
1. За время изучения курса общей физики студент должен выполнить четыре расчётно-графические работы (РГР). Количество РГР в каждом семестре определены учебным планом, сроки их выполнения устанавливаются преподавателем.
2. Номер варианта РГР задаётся преподавателем. Номера задач варианта определяются по таблице.
3. Каждая расчетно-графическая работа выполняется в отдельной тетради или на листах формата А4 (по согласованию с преподавателем). На титульном листе должны быть указаны:
1) наименование дисциплины;
2) номер и тема расчётно-графической работы;
3) номер варианта;
4) наименование факультета, специальности и номер группы;
5) фамилия, имя и отчество студента.
4. Перед выполнением задания необходимо переписать его условие (полностью, без сокращений), а затем приступать к решению. Все основные положения, приводимые при решении задач, должны сопровождаться краткими, но ёмкими пояснениями. В тех случаях, когда это возможно, следует сделать чертёж, выполненный с помощью чертёжных принадлежностей.
5. Решать задачи следует в общем виде (выразить искомую величину в буквенных обозначениях в виде рабочей формулы).
6. После получения рабочей формулы для её проверки необходимо воспользоваться правилом размерностей. Суть этого правила заключается в том, что любая формула имеет физический смысл тогда и только тогда, когда единицы измерения величин (а также отдельных слагаемых) в формуле по обе стороны от знака равенства одинаковы.
7. Числовые значения величин, выраженные в единицах СИ, подставляются в рабочую формулу и производятся вычисления.
8. Результат вычислений (ответ) записывается с использованием кратных и дольных приставок.
9. Выполненные задания РГР зачитываются в ходе устного собеседования с преподавателем.
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ
Таблица вариантов к ргр №1
№ варианта | Номер задачи | |||||||
1.1.1 | 1.2.1 | 1.3.1 | 1.4.1 | 1.5.1 | 1.6.1 | 1.7.1 | 1.8.1 | |
1.1.2 | 1.2.2 | 1.3.2 | 1.4.2 | 1.5.2 | 1.6.2 | 1.7.2 | 1.8.2 | |
1.1.3 | 1.2.3 | 1.3.3 | 1.4.3 | 1.5.3 | 1.6.3 | 1.7.3 | 1.8.3 | |
1.1.4 | 1.2.4 | 1.3.4 | 1.4.4 | 1.5.4 | 1.6.4 | 1.7.4 | 1.8.4 | |
1.1.5 | 1.2.5 | 1.3.5 | 1.4.5 | 1.5.5 | 1.6.5 | 1.7.5 | 1.8.5 | |
1.1.5 | 1.2.6 | 1.3.6 | 1.4.6 | 1.5.6 | 1.6.6 | 1.7.6 | 1.8.6 | |
1.1.7 | 1.2.7 | 1.3.7 | 1.4.7 | 1.5.7 | 1.6.7 | 1.7.7 | 1.8.7 | |
1.1.8 | 1.2.8 | 1.3.8 | 1.4.8 | 1.5.8 | 1.6.8 | 1.7.8 | 1.8.8 | |
1.1.9 | 1.2.9 | 1.3.9 | 1.4.9 | 1.5.9 | 1.6.9 | 1.7.9 | 1.8.9 | |
1.1.10 | 1.2.10 | 1.3.10 | 1.4.10 | 1.5.10 | 1.6.10 | 1.7.10 | 1.8.10 | |
1.1.11 | 1.2.11 | 1.3.11 | 1.4.11 | 1.5.11 | 1.6.11 | 1.7.11 | 1.8.11 | |
1.1.12 | 1.2.12 | 1.3.12 | 1.4.12 | 1.5.12 | 1.6.12 | 1.7.12 | 1.8.12 | |
1.1.13 | 1.2.13 | 1.3.13 | 1.4.13 | 1.5.13 | 1.6.13 | 1.7.13 | 1.8.13 | |
1.1.14 | 1.2.14 | 1.3.14 | 1.4.14 | 1.5.14 | 1.6.14 | 1.7.14 | 1.8.14 | |
1.1.15 | 1.2.15 | 1.3.15 | 1.4.15 | 1.5.15 | 1.6.15 | 1.7.15 | 1.8.15 | |
1.1.16 | 1.2.16 | 1.3.16 | 1.4.16 | 1.5.16 | 1.6.16 | 1.7.16 | 1.8.16 | |
1.1.17 | 1.2.17 | 1.3.17 | 1.4.17 | 1.5.17 | 1.6.17 | 1.7.17 | 1.8.17 | |
1.1.18 | 1.2.18 | 1.3.18 | 1.4.18 | 1.5.18 | 1.6.18 | 1.7.18 | 1.8.18 | |
1.1.19 | 1.2.19 | 1.3.19 | 1.4.19 | 1.5.19 | 1.6.19 | 1.7.19 | 1.8.19 | |
1.1.20 | 1.2.20 | 1.3.20 | 1.4.20 | 1.5.20 | 1.6.20 | 1.7.20 | 1.8.20 | |
1.1.21 | 1.2.21 | 1.3.21 | 1.4.21 | 1.5.21 | 1.6.21 | 1.7.21 | 1.8.21 | |
1.1.22 | 1.2.22 | 1.3.22 | 1.4.22 | 1.5.22 | 1.6.22 | 1.7.22 | 1.8.22 | |
1.1.23 | 1.2.23 | 1.3.23 | 1.4.23 | 1.5.23 | 1.6.23 | 1.7.23 | 1.8.23 | |
1.1.24 | 1.2.24 | 1.3.24 | 1.4.24 | 1.5.24 | 1.6.24 | 1.7.24 | 1.8.24 | |
1.1.25 | 1.2.25 | 1.3.25 | 1.4.25 | 1.5.25 | 1.6.25 | 1.7.25 | 1.8.25 | |
1.1.1 | 1.2.2 | 1.3.3 | 1.4.4 | 1.5.5 | 1.6.6 | 1.7.7 | 1.8.8 | |
1.1.2 | 1.2.3 | 1.3.4 | 1.4.5 | 1.5.6 | 1.6.7 | 1.7.8 | 1.8.9 | |
1.1.3 | 1.2.4 | 1.3.5 | 1.4.6 | 1.5.7 | 1.6.8 | 1.7.9 | 1.8.10 | |
1.1.4 | 1.2.5 | 1.3.6 | 1.4.7 | 1.5.8 | 1.6.9 | 1.7.10 | 1.8.11 | |
1.1.5 | 1.2.6 | 1.3.7 | 1.4.8 | 1.5.9 | 1.6.10 | 1.7.11 | 1.8.12 |
Раздел 1.6 Закон сохранения момента импульса.
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА.
ЭЛЕКТРОСТАТИКА. ПОСТОЯННЫЙ ТОК
Таблица вариантов к ргр №2
№ варианта | Номер задачи | |||||||||
2.1.1 | 2.2.1 | 2.3.1 | 2.4.1 | 2.5.1 | 2.6.1 | 2.7.1 | 2.8.1 | 2.9.1 | 2.10.1 | |
2.1.2 | 2.2.2 | 2.3.2 | 2.4.2 | 2.5.2 | 2.6.2 | 2.7.2 | 2.8.2 | 2.9.2 | 2.10.2 | |
2.1.3 | 2.2.3 | 2.3.3 | 2.4.3 | 2.5.3 | 2.6.3 | 2.7.3 | 2.8.3 | 2.9.3 | 2.10.3 | |
2.1.4 | 2.2.4 | 2.3.4 | 2.4.4 | 2.5.4 | 2.6.4 | 2.7.4 | 2.8.4 | 2.9.4 | 2.10.4 | |
2.1.5 | 2.2.5 | 2.3.5 | 2.4.5 | 2.5.5 | 2.6.5 | 2.7.5 | 2.8.5 | 2.9.5 | 2.10.5 | |
2.1.5 | 2.2.6 | 2.3.6 | 2.4.6 | 2.5.6 | 2.6.6 | 2.7.6 | 2.8.6 | 2.9.6 | 2.10.6 | |
2.1.7 | 2.2.7 | 2.3.7 | 2.4.7 | 2.5.7 | 2.6.7 | 2.7.7 | 2.8.7 | 2.9.7 | 2.10.7 | |
2.1.8 | 2.2.8 | 2.3.8 | 2.4.8 | 2.5.8 | 2.6.8 | 2.7.8 | 2.8.8 | 2.9.8 | 2.10.8 | |
2.1.9 | 2.2.9 | 2.3.9 | 2.4.9 | 2.5.9 | 2.6.9 | 2.7.9 | 2.8.9 | 2.9.9 | 2.10.9 | |
2.1.10 | 2.2.10 | 2.3.10 | 2.4.10 | 2.5.10 | 2.6.10 | 2.7.10 | 2.8.10 | 2.9.10 | 2.10.10 | |
2.1.11 | 2.2.11 | 2.3.11 | 2.4.11 | 2.5.11 | 2.6.11 | 2.7.11 | 2.8.11 | 2.9.11 | 2.10.11 | |
2.1.12 | 2.2.12 | 2.3.12 | 2.4.12 | 2.5.12 | 2.6.12 | 2.7.12 | 2.8.12 | 2.9.12 | 2.10.12 | |
2.1.13 | 2.2.13 | 2.3.13 | 2.4.13 | 2.5.13 | 2.6.13 | 2.7.13 | 2.8.13 | 2.9.13 | 2.10.13 | |
2.1.14 | 2.2.14 | 2.3.14 | 2.4.14 | 2.5.14 | 2.6.14 | 2.7.14 | 2.8.14 | 2.9.14 | 2.10.14 | |
2.1.15 | 2.2.15 | 2.3.15 | 2.4.15 | 2.5.15 | 2.6.15 | 2.7.15 | 2.8.15 | 2.9.15 | 2.10.15 | |
2.1.16 | 2.2.16 | 2.3.16 | 2.4.16 | 2.5.16 | 2.6.16 | 2.7.16 | 2.8.16 | 2.9.16 | 2.10.16 | |
2.1.17 | 2.2.17 | 2.3.17 | 2.4.17 | 2.5.17 | 2.6.17 | 2.7.17 | 2.8.17 | 2.9.17 | 2.10.17 | |
2.1.18 | 2.2.18 | 2.3.18 | 2.4.18 | 2.5.18 | 2.6.18 | 2.7.18 | 2.8.18 | 2.9.18 | 2.10.18 | |
2.1.19 | 2.2.19 | 2.3.19 | 2.4.19 | 2.5.19 | 2.6.19 | 2.7.19 | 2.8.19 | 2.9.19 | 2.10.19 | |
2.1.20 | 2.2.20 | 2.3.20 | 2.4.20 | 2.5.20 | 2.6.20 | 2.7.20 | 2.8.20 | 2.9.20 | 2.10.20 | |
2.1.21 | 2.2.21 | 2.3.21 | 2.4.21 | 2.5.21 | 2.6.21 | 2.7.21 | 2.8.21 | 2.9.21 | 2.10.21 | |
2.1.22 | 2.2.22 | 2.3.22 | 2.4.22 | 2.5.22 | 2.6.22 | 2.7.22 | 2.8.22 | 2.9.22 | 2.10.22 | |
2.1.23 | 2.2.23 | 2.3.23 | 2.4.23 | 2.5.23 | 2.6.23 | 2.7.23 | 2.8.23 | 2.9.23 | 2.10.23 | |
2.1.24 | 2.2.24 | 2.3.24 | 2.4.24 | 2.5.24 | 2.6.24 | 2.7.24 | 2.8.24 | 2.9.24 | 2.10.24 | |
2.1.25 | 2.2.25 | 2.3.25 | 2.4.25 | 2.5.25 | 2.6.25 | 2.7.25 | 2.8.25 | 2.9.25 | 2.10.25 | |
2.1.1 | 2.2.2 | 2.3.3 | 2.4.4 | 2.5.5 | 2.6.6 | 2.7.7 | 2.8.8 | 2.9.9 | 2.10.10 | |
2.1.2 | 2.2.3 | 2.3.4 | 2.4.5 | 2.5.6 | 2.6.7 | 2.7.8 | 2.8.9 | 2.9.10 | 2.10.11 | |
2.1.3 | 2.2.4 | 2.3.5 | 2.4.6 | 2.5.7 | 2.6.8 | 2.7.9 | 2.8.10 | 2.9.11 | 2.10.12 | |
2.1.4 | 2.2.5 | 2.3.6 | 2.4.7 | 2.5.8 | 2.6.9 | 2.7.10 | 2.8.11 | 2.9.12 | 2.10.13 | |
2.1.5 | 2.2.6 | 2.3.7 | 2.4.8 | 2.5.9 | 2.6.10 | 2.7.11 | 2.8.12 | 2.9.13 | 2.10.14 |
Раздел 2.4 Тепловые машины
2.4.1 Определить, на сколько процентов изменится КПД цикла Карно при понижении температуры холодильника от 404 К до 394 К. Темпеpатуpа нагревателя 804 К. Изобразить цикл Карно в координатах p-V и S-T. (Увеличится на 1,2%)
2.4.2 Газ совершает цикл Карно. Температура теплоотдатчика в три раза выше, чем температура теплоприемника. Теплоотдатчик передал газу 41,9 кДж теплоты. Какую работу совершил газ? Изобразить цикл Карно в координатах p-V и S-T. (А = 27,9 кДж)
2.4.3 Тепловая машина работает по циклу Карно. Темпеpатуpа нагревателя в три раза выше темпеpатуpы холодильника. Количество теплоты, переданное нагревателем газу, 30 кДж. Какую работу совершил газ? Изобразить цикл Карно в координатах p-V и S-T. (А = 20 кДж)
2.4.4 Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. Температура холодильника Т2 в два раза ниже температуры нагревателя Т1. Во сколько раз увеличится КПД машины, если температуру нагревателя увеличить вдвое? Изобразить цикл Карно в координатах p-V и S-T. (В 1,5 раза)
2.4.5 Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. Температура нагревателя Т1 в 3 раза выше температуры холодильника Т2. Во сколько раз увеличилась температура нагревателя Т1 при неизменной температуре Т2, если КПД цикла вырос на 15%? Изобразить цикл Карно в координатах p-V и S-T. (В 1,8 раза)
2.4.6 Газ совершает цикл Карно. Температура теплоотдатчика в два раза выше температуры теплоприемника. Теплоотдатчик передал газу Q1 = 42 кДж теплоты. Какую работу совершил газ? Изобразить цикл Карно в координатах p-V и S-T. (А = 21 кДж)
2.4.7 Идеальный газ совершает цикл Карно. Темпеpатуpа Т1 теплоотдатчика в четыре раза (n = 4) больше темпеpатуpы теплоприемника. Какую долю w количества теплоты, полученного за один цикл от теплоотдатчика, газ отдаст теплоприемнику? Изобразить цикл Карно в координатах p-V и S-T. (w = 0,25)
2.4.8 Определить работу А2 изотермического сжатия газа, совершающего цикла Карно, КПД которого η = 0,4, если работа изотермического расширения равна А1 = 8 Дж. Изобразить цикл Карно в координатах p-V и S-T. (А2 = 4,8 Дж)
2.4.9 Газ, совершая цикл Карно, отдал теплоприемнику теплоту Q2 = 14 кДж. Определить темпеpатуpу Т1 теплоотдатчика, если при темпеpатуpе теплоприемника Т2 = 280 К работа цикла А = 6 кДж. Изобразить цикл Карно в координатах p-V и S-T. (Т1 = 400 К)
2.4.10 Газ, являясь рабочим веществом в цикле Карно, получил от теплоотдатчика теплоту Q1 = 4,38 кДж и совершил работу А = 2,4 кДж. Определить темпеpатуpу теплоотдатчика, если темпеpатуpа теплоприемника Т2 = 273 К. Изобразить цикл Карно в координатах p-V и S-T. (Т1 = 604 К)
2.4.11 Газ, совершающий цикл Карно, отдал теплоприемнику 67 % теплоты, полученной от теплоотдатчика. Определить темпеpатуpу Т2 теплоприемника, если темпеpатуpа теплоотдатчика Т1 = 430 К. Изобразить цикл Карно в координатах p-V и S-T. (Т2 = 288 К)
2.4.12 Во сколько раз увеличится коэффициент полезного действия цикла Карно при повышении температуры теплоотдатчика от Т1 = 380 К до Т1 = 560 К? Температура теплоприемника Т2 = 280 К. Изобразить цикл Карно в координатах p-V и S-T. (В 1,92 раза)
2.4.13 В цилиндре двигателя внутреннего сгорания при работе образуется газы, температура которых 727˚С. Температура отработанного газа 100˚С. Двигатель расходует в час 36 кг топлива, теплота сгорания которого 4.2·107 Дж/кг. Какую максимальную полезную мощность может развить этот двигатель? (Р = 263 кВт)
2.4.14 Во сколько раз максимально возможный КПД двигателя внутреннего сгорания больше, чем максимально возможный КПД паровой машины, работающей на перегретом паре с температурой 300˚С, если температура газов в цилиндре двигателя достигает 1000˚С? Отработанные газы и пар имеют одинаковую температуру 100˚С. (В 2 раза)
2.4.15 Определить работу изотермического расширения газа, совершающего цикл Карно с КПД 50%, если работа изотермического сжатия 10 Дж. Изобразить цикл Карно в координатах p-V и S-T. (А2 = 20Дж)
2.4.16 Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. При этом 80% тепла, полученного от нагревателя, передается холодильнику. Количество тепла, получаемое от нагревателя, равно 3,5 кДж. Найти КПД цикла и работу, совершенную при полном цикле. Изобразить цикл Карно в координатах p-V и S-T. (h = 20%, А = 0,7 кДж)
2.4.17 Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. Температура теплоотдатчика Т1 = 500 К, температура теплоприемника Т2 = 250 К. Определить термический КПД цикла, а также работу А1 рабочего вещества при изотермическом расширении, если при изотермическом сжатии совершена работа А2 = 70 Дж. Изобразить цикл Карно в координатах p-V и S-T. (h = 50%; А1 = 140 Дж)
2.4.18 Газ, совершающий цикл Карно, получает теплоту Q1 = 84 кДж. Определить работу А газа, если темпеpатуpа Т1 теплоотдатчика в три раза выше темпеpатуpы Т2 теплоприемника. Изобразить цикл Карно в координатах p-V и S-T. (А = 56,3 кДж)
2.4.19 В цикле Карно газ получил от теплоотдатчика теплоту Q1 = 500 Дж и совершил работу А = 100 Дж. Темпеpатуpа теплоотдатчика Т1 = 400 К. Определить темпеpатуpу Т2 теплоприемника. Изобразить цикл Карно в координатах p-V и S-T. (Т2 = 320 К)
2.4.20 Идеальная тепловая машина работает по циклу Карно. Темпеpатуpа нагревателя 17˚С, темпеpатуpа холодильника -10˚С. Найти КПД цикла и количество теплоты, полученное от нагревателя за один цикл, если совершаемая за один цикл работа равна 37 кДж. Изобразить цикл Карно в координатах p-V и S-T. (h = 9,3 %; Q = 398 кДж)
2.4.21 Тепловая машина работает по циклу Карно. При этом 60 % количества теплоты, получаемого от нагревателя, передается холодильнику. За один цикл рабочее тело получает от нагревателя Q1 = 6,28 кДж теплоты. Найти КПД цикла и работу A, совершаемую за один цикл. Изобразить цикл Карно в координатах p-V и S-T. (h = 40%, A = 2,51 кДж)
2.4.22 Газ, совершающий цикл Карно, совершил работу, затратив при этом 30% тепла, полученного от нагревателя. Найти температуру T2 холодильника, если температура нагревателя T1 = 400 К. Изобразить цикл Карно в координатах p-V и S-T. (T2 = 280 К)
2.4.23 Совершая цикл Карно, газ получил от нагревателя теплоту Q1 = 1 кДж. Сколько теплоты было отдано охладителю, если КПД идеальной тепловой машины 25%? Во сколько раз температура нагревателя выше температуры охладителя? Изобразите цикл Карно в координатах p-V и S-T. (Q2 = 750 Дж, в 1,33 раза)
2.4.24 Газ совершает цикл Карно. Термодинамическая температура нагревателя в два раза выше температуры охладителя. Определить КПД цикла. Какую долю количества тепла, полученного от нагревателя, газ отдают охладителю? Изобразите цикл Карно в координатах p-V и S-T. (h = 50%, w = 0,5)
2.4.25 Температура нагревателя тепловой машины 500 К. Температура холодильника 400 К. Определить КПД тепловой машины, работающей по циклу Карно, и полезную мощность машины, если нагреватель ежесекундно передает газу 1675 Дж теплоты. Изобразить цикл Карно в координатах p-V и S-T. (h = 20%;Рполез = 335 Вт)
Электростатического поля
2.5.1 Два точечных заряда +Q и -9Q закреплены на расстоянии ℓ = 50 см друг от друга. Третий заряд +Q может перемещаться только вдоль прямой, проходящей через заряды. Определить положение заряда Q1, при котором он будет находиться в равновесии. (х = ℓ/2 = 25 см)
2.5.2 Расстояние между зарядами Q1 = 40 нКл и Q2 = -60 нКл равно 5 см. Определить силу F, действующую на заряд Q3 = 1 мкКл, отстоящий на расстояние r1 = 6 см от заряда Q1 и на r2 = 5 см от заряда Q2. (F = 175 мН)
2.5.3 Точечные заряды Q1 = 10 мкКл и Q2 = 5 мкКл находятся на расстоянии d = 5 см друг от друга. Определить силу F, действующую на точечный заряд Q = 1 мкКл, находящийся в точке, удаленной на расстояние r1 = 3 см от первого заряда и на r2 = 4 см от второго. (F = 103 H)
2.5.4 Три одинаковых точечных заряда Q1 = Q2 = Q3 = 10-9 Кл находятся в вершинах равностороннего треугольника со стороной а = 5 см. Определить силу, действующую на заряд Q3 со стороны двух других. (F = 6,26 мкН)
2.5.5 Два положительных точечных заряда Q1 = +4q и Q2 = +q закреплены на расстоянии ℓ = 15 см друг от друга. Определить, в какой точке на прямой, проходящей через заряды, следует поместить третий положительный заряд так, чтобы он находился в равновесии. ( от заряда Q1)
2.5.6 Два точечных заряда Q1 = 1 нКл и Q2 = -2 нКл находятся в воздухе на расстоянии d = 10 см друг от друга. Определить силу F, действующую на третий заряд Q3 = -1 нКл, находящийся в точке, удаленной на расстояние r1 = 9 см от заряда Q1 и r2 = 7 см – от заряда Q2. (F = 3,57 мкH)
2.5.7 Три точечных заряда Q1 = Q3 = +2нКл и Q2 = -2 нКл находятся в вершинах равностороннего треугольника со стороной а = 4 см. Определить силу, действующую на заряд Q2 со стороны двух других. (F = 39,2 мкH)
2.5.8 Три заряда Q1 = Q2 = +1 мкКл и Q3 = -1 мкКл находятся в вершинах прямоугольного равнобедренного треугольника с боковыми сторонами по 5 см. Определить силу, действующую на заряд Q3, находящийся в вершине прямого угла, со стороны двух других. (F = 5,1 мкH)
2.5.9 Два точечных заряда по +25 нКл каждый, расположенные на расстоянии 24 см друг от друга, образуют электрическое поле. С какой силой это поле действует на заряд -2 нКл, помещенный в точку, удаленную на 15 см от каждого заряда. Заряды одноименные. (F = 24 мкH)
2.5.10 Два разноименных заряда Q1 = 25 нКл и Q2 = -25 нКл расположены на расстоянии 24 см друг от друга. Какая сила действует на заряд Q3 = +2 нКл, находящийся в точке, удаленной на 15 см от первых двух. (F = 32 мкH)
2.5.11 Отрицательный заряд –Q0 находится в равновесии между зарядами +Q1 = 0,4 нКл и +Q2. Найти модуль Q2, если расстояние от заряда Q1 до заряда Q0 равно r1 = 4 см, а от заряда Q2 – r2 = 6 см. (Q2 = 0,9 нКл)
2.5.12 Точечные заряды Q1 = 20 мкКл и Q2 = -20 мкКл находятся на расстоянии d = 10 см друг от друга. Определить напряженность поля Е и потенциал j в точке, удаленной от первого заряда на расстояние r1 = 14 см, а от второго – на r2 = 12 см. (Е = 87,7 МВ/м, j = -24,4 кВ)
2.5.13В двух вершинах равностороннего треугольника со сторонами а = 10 см находятся заряды Q1 = Q2 = 2 нКл. Определить напряженность и потенциал поля этих зарядов в третьей вершине. (Е = 3,13 кВ/м, j = 360 В)
2.5.14В трех вершинах квадрата со стороной а = 10 см находятся одинаковые по модулю заряды Q1 = Q3 = +40 нКл, Q2 = -40 нКл. Определить напряженность Е и потенциал j в четвертой вершине. (Е = 32,4 кВ/м, j = 4,64 кВ)
2.5.15 В двух вершинах острых углов равнобедренного прямоугольного треугольника со сторонами а1 = а2 = а = 15 см, d = 0,21м находятся точечные заряды Q1 = +20 нКл и Q2 = -20 нКл. Определить напряженность и потенциал поля этих зарядов в вершине прямого угла. (Е = 11,3 кВ/м, j = 0)
2.5.16 Два разноименные точечные заряды Q1 = +20 мкКл и Q2 = -20 мкКл находятся на расстоянии 5 см друг от друга. Найти напряженность и потенциал поля этих зарядов в точке, удаленной от первого заряда на расстояние r1 = 3 см, а от второго – на 4 см. (Е = 40,8 кВ/м, j = 1,5 кВ)
2.5.17 Два точечных заряда Q1 = 1 нКл и Q2 = -2 нКл находятся в воздухе на расстоянии d = 10 см друг от друга. Определить напряженность Е и потенциал j поля этих зарядов в точке А, удаленной от заряда Q1 на расстояние r1 = 9 см и от заряда Q2 – на r2 = 7 см. (Е = 2,45 кВ/м, j = 162 В)
2.5.18 Два точечных заряда Q1 = +40 нКл и Q2 = +90 нКл закреплены на расстоянии 100 см друг от друга. Определить, в какой точке на прямой, проходящей через заряды напряженность Е поля этих зарядов равна нулю. Чему равен потенциал поля в этой точке. (х = 0,4 м от заряда Q1, между зарядами; j = 2,25 кВ)
2.5.19 Два точечных заряда Q1 = -10 нКл и Q2 = +90 нКл закреплены на расстоянии ℓ = 100 см друг от друга. Определить, в какой точке на прямой, проходящей через заряды напряженность Е поля этих зарядов равна нулю. Чему равен потенциал j поля в этой точке. (х = 0,5 м от заряда -Q1 за пределы ℓ, j = -126 В)
2.5.20 Два точечных заряда Q1 = +10 нКл и Q2 = -90 нКл закреплены на расстоянии ℓ = 10 см друг от друга. Определить, в какой точке на прямой, проходящей через заряды напряженность Е поля этих зарядов равна нулю. Чему равен потенциал j поля в этой точке. (х = 5 см за пределы ℓ от заряда +Q1, j = -3,6 кВ)
2.5.21 В трех вершинах квадрата со стороной а = 10 см находятся заряды Q1 = -20 нКл, Q2 = -20 нКл, Q3 = -20 нКл. Найти напряженность поля Е и потенциал j в четвертой вершине. (Е = 34,4 кВ/м, j = -4,88 кВ)
2.5.22 Поле образовано точечным диполем с электрическим моментом 200 пКл×см. Определить разность потенциалов двух точек поля, расположенных симметрично относительно диполя на его оси на расстоянии 40 см от центра диполя. (j1 - j2 = 0,225 В)
2.5.23 Четыре одинаковых заряда Q = 20 нКл закреплены в вершинах квадрата со стороной а = 10 см. Найти силу, действующую на один из этих зарядов со стороны трех остальных. (F = 688 мкН)
2.5.24 В трех вершинах квадрата со стороной а = 10 см находятся одинаковые заряды Q1 = Q2 = Q3 = +8 нКл. С какой силой поле этих зарядов действует на четвертый заряд Q4 = -8 нКл, находящийся в четвертой вершине квадрата. (F = 110 мкH)
2.5.25 Два одноименно заряженных шарика находятся на расстоянии d1 = 1 м друг от друга. Заряд на одном из них в 3 раза больше, чем на другом. Шарики привели в соприкосновение и развели на некоторое расстояние. Найти это расстояние, если сила взаимодействия осталась прежней. (d2 = 1,16 м)
Раздел 2.8 Правила Кирхгофа
2.8.1 | ℰ = 5 В | ||
R1 = 60 Ом | |||
R2 = 90 Ом | |||
R3 = 100 Ом | |||
Iг = 0 | |||
Rг = 0 | |||
r = 0 | (I1 = I2 = 33 мА, | ||
I1 - ? I2 - ? | I3 = I4 = 20 мА, | ||
I3 - ? I4 - ? I - ? | I = 53 мА) | ||
2.8.2 | R = 10 Ом | ||
ℰ1 = 4,2 B | |||
ℰ2 = 2,4 B | |||
r1 = 1 Ом | |||
r2 = 0,4 Ом | |||
I - ? U - ? | (I = 0,283 A, U = 2,83 B) | ||
2.8.3 | ℰ1 = 6 В | ||
ℰ2 = 3 B | |||
r1 = 0,5 Ом | |||
r2 = 1,5 Ом | |||
R = 30 Ом | (I = 0,124 A, I1 = 4,59 А, | ||
I - ? I1 - ? I2 - ? | I2 = 4,47А) | ||
2.8.4 | ℰ1 = 18 В | ||
r1 = 3 Ом | |||
ℰ2 = 24 B | |||
r2 = 6 Ом | |||
R = 36 Ом | (I1 = 4,74 А, I2 = 4,63 А, | ||
I1 - ? I2 - ? I - ? | I = 0,11 A) | ||
2.8.5 | R1 = 12 Ом | ||
R2 = 6 Ом | |||
R3 = 4 Ом | |||
ℰ1 = 4,4 В | |||
I3 =1 A | |||
ℰ2 -? | (ℰ2 = 6,55 B) | ||
2.8.6 | ℰ1 = 12 В | ||
ℰ2 = 9 B | |||
R1 = 6 Ом | |||
R2 = 9 Ом | |||
R3 = 12 Ом | |||
UAB - ? | (UAB = 7,62 B) | ||
2.8.7 | ℰ1 = 9 В | ||
ℰ2 = 12 B | |||
R1 = 6 Ом | |||
R2 = 12 Ом | |||
R3 = 9 Ом | |||
I3 - ? | (I3 = 0,46 А) | ||
2.8.8 | ℰ1 = 7 В | ||
ℰ2 = 6 B | |||
r1 = 2 Ом | |||
r2 = 3 Ом | |||
R = 9 Ом | |||
I1 - ? I2 - ? | (I1 = 0,59 А, I2 = 0,06 А, | ||
I - ? | I = 0,65 A) | ||
2.8.9 | ℰ1 = 60 В | ||
ℰ2 = 200 B | |||
R1 = R2 = 80 Ом | |||
R3 = 400 Ом | |||
I1 - ? | |||
(I1 = 0,73 А) | |||
2.8.10 | ℰ1 = 20 В | ||
ℰ2 = 15 B | |||
R1 = 10 Ом | |||
R2 = 5 Ом | |||
R3 = 2 Ом | |||
I1 - ? I2 - ? | (I1 = 1,375 А, I2 = 1,75 А, | ||
I3 - ? | I = 3,125 A) | ||
2.8.11 | ℰ1 = ℰ2 = 6 В | ||
r1 = r2 = 2 Ом | |||
R1 = 1 Ом | |||
R2 = 3 Ом | |||
I1 - ? I2 - ? | (I1 = 1,1 А, I2 = 2,5 А) | ||
2.8.12 | ℰ1 = ℰ2 = ℰ3 = 5 В | ||
R1 = 20 Ом | |||
R2 = 12 Ом | |||
U2 = 6 B | |||
R3 - ? | (R3 = 13,3 Ом) | ||
2.8.13 | ℰ1 = 21 В | ||
ℰ2 = 19 B | |||
R1 = 50 Ом | |||
R2 = 40 Ом | |||
R3 = 20 Ом | |||
I1 - ? I2 - ? | (I1 = 0,23 А, I2 = 0,24 А, | ||
U3 - ? | U3 = 9,4 B) | ||
2.8.14 | ℰ1 = 4 В | ||
ℰ2 = 8 B | |||
R1 = R2 = 10 Ом | |||
R3 = 5 Ом | |||
I1 - ? I2 - ? | (I1 = 0,7 А, I2 = 0,3 А, | ||
I3 - ? U2 - ? | I3 = 1,0 A, U2 = 30 B) | ||
2.8.15 | ℰ1 = 20 В | ||
ℰ2 = 10 B | |||
r1 = 1 Ом | |||
r2 = 2 Ом | |||
R3 = 40 Ом | (I1 = 3,6 A, | ||
I1 - ? I - ? UAB - ? | I = 0,41 А,UAB = 16,4 B) | ||
2.8.16 | R1 = 100 Ом | ||
R2 = 20 Ом | |||
R3 = 50 Ом | |||
ℰ2 = 2 B | |||
I2 = 50 мА | |||
ℰ1 - ? | (ℰ1 = 7 B) | ||
2.8.17 | ℰ1 = 3 В | ||
ℰ2 = 2 B | |||
R1 = 45 Ом | |||
R2 = 20 Ом | |||
R3 = 20 Ом | |||
I1 - ? I2 - ? | (I1 = 36 мА, I2 = 32 мА, | ||
I3 - ? | I3 = 68 мA) | ||
2.8.18 | ℰ1 = ℰ2 | ||
R1 = R2 = 100 Ом | |||
U = 150 B | |||
R = 150 Ом | |||
ℰ1 - ? ℰ2 - ? | (ℰ1 = 200 B, ℰ2 = 200 B) | ||
2.8.19 | ℰ1 = ℰ2 = 110 B | ||
R1 = R2 = 200 Ом | |||
R = 1000 Ом | |||
U - ? I - ? | (U = 100 B, I = 0,1 А) | ||
2.8.20 | ℰ1 = ℰ2 = 2 В | ||
r1 = r2 = 0,5 Ом | |||
R1 = 0,5 Ом | |||
R2 = 1,5 Ом | (I1 = 2,6 А, | ||
I1 - ? I2 - ? | I2 = 0,3 А) | ||
2.8.21 | ℰ1 = ℰ2 = 6 B | ||
ℰ3 = 8 В | |||
R1 = 20 Ом | |||
R2 = 12 Ом | |||
R3 = 12 Ом | |||
I1 - ? I2 - ? | (I1 = 0,22 А, I2 = 0,75 А, | ||
I3 - ? | I3 = 0,53 A) | ||
2.8.22 | ℰ1 = 2 В | ||
ℰ2 = 4 В | |||
R1 = 5 Ом | |||
R2 = 2 Ом | |||
I =1,2 A | |||
r2 = 0 | |||
r1 - ? | (r1 = 2,6 Ом) | ||
2.8.23 | ℰ1 = 5 B |