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 метровlпроволоки 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 |