Физика

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет (ГАСУ)

Методические указания и контрольные задания по физике для Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного университета

Стоимость решения одной задачи по физике составляет ... руб.

Вариант 03

Вариант 3

Контрольная работа 3
1. В вершинах равностороннего треугольника находятся одинаковые положительные заряды q = 2 нКл. Какой отрицательный заряд q₁ необходимо поместить в центр треугольника, чтобы сила притяжения с его стороны уравновесила силы отталкивания положительных зарядов.
2. Шар радиуса R имеет положительный заряд, объемная плотность которого зависит только от расстояния r от его центра как ρ = ρ_o(1 - r/R), где ρ₀ - постоянная. Полагая, что диэлектрическая проницаемость всюду равна единице, найти: а) модуль напряженности внутри и вне шара как функцию r; б) максимальное значение модуля напряженности E_max и соответствующее ему значение r_m.
3. Найдите период малых колебаний тела массой m, заряд которого q, внутри гладкой сферы радиусом R, если в верхней точке сферы закреплен заряд Q (q и Q > 0).
4. Плоский воздушный конденсатор с расстоянием между пластинами d = 5 см до половины погрузили в керосин. На какое расстояние Δd следует раздвинуть пластины, чтобы емкость конденсатора не изменилась?
5. Два диполя с электрическими моментами p₁ =10^–12 Кл·м и p₂ = 4·10^–12 Кл·м находятся на расстоянии r = 2 см друг от друга. Найти их силу взаимодействия, если оси диполей лежат на одной прямой.
6. Найдите заряд на обкладках конденсатора, включенного между точками A и B в цепи. ЭДС источника тока E = 10 В, емкость каждого конденсатора C = 1 мкФ. Внутреннее сопротивление источника r = 0.3 Ом.
7. Катушка с индуктивностью L = l мГн и сопротивлением R₁ = 0.02 Ом замыкается на источник тока E = 2 В, внутреннее сопротивление которого r = 0.3 Ом. Какое количество электричества пройдет через катушку за первые 5 с после замыкания.
8. На оси контура с током, магнитный момент которого равен 10 мА·м², находится другой такой же контур. Вектор магнитного момента второго контура перпендикулярен оси. Вычислить механический момент М, действующий на второй контур. Расстояние между контурами d = 50 см. Размеры контуров малы по сравнению с расстоянием между ними.

Контрольная работа 4
1. Тонкое кольцо радиусом R = 10 см и массой m = 20 г находится в однородном магнитном поле. Когда по кольцу пропустили ток I = 25 А, оно повернулось вокруг горизонтальной оси ОО´ на угол α = 15º. Определить магнитную индукцию B поля, силовые линии которого перпендикулярны оси и направлены вертикально вверх.
2. По обмотке длинного соленоида радиусом R = 5 см протекает постоянный ток, создающий внутри соленоида однородное магнитное поле с индукцией B = 5·10^–10 Тл. Между витками соленоида (перпендикулярно его оси) вдоль радиуса в него влетает электрон со скоростью v = 10 м/с. Определите время движения электрона внутри соленоида.
3. Рамка площадью S = 100 см² содержит N = 103 витков провода сопротивлением R₁ = l2 Ом. К концам обмотки подключено внешнее сопротивление R₂ = 20 Ом. Рамка равномерно вращается в однородном магнитном поле (B = 0,1 Тл) с частотой n = 8 с^-1. Определить максимальную мощность Pmax переменного тока в цепи.
4. Катушка индуктивностью L = l мГн и воздушный конденсатор, состоящий из двух круглых пластин диаметром D = 20 см каждая, соединены параллельно. Расстояние d между пластинами равно 1 см. Определить период Т колебаний.
5. При температуре T_ш = 300 К и магнитной индукции B₁ = 0,5, Тл была достигнута определенная намагниченность J парамагнетика. Определить магнитную индукцию В₂, при которой сохранится та же намагниченность, если температуру повысить до T₂ = 450 К.
6. Две плоскопараллельные стеклянные пластинки приложены одна к другой так, что между ними образовался воздушный клин с углом θ, равным 30º. На одну из пластинок падает нормально монохроматический свет (λ = 0,6 мкм). На каких расстояниях l1 и l2 от линии соприкосновения пластинок будут наблюдаться в отраженном свете первая и вторая светлые полосы (интерференционные максимумы)?
7. Дифракционная картина получена с помощью дифракционной решетки длиной l = 1,5 см и периодом d = 5 мкм. Определить, в спектре какого наименьшего порядка этой картины получатся раздельные изображения двух спектральных линий с разностью длин волн Δλ = 0,1 нм, если линии лежат в крайней красной части спектра (λ 760 нм).
8. Фотон с энергией E = 0,75 МэВ рассеялся на свободном электроне под углом θ = 60°. Принимая, что до соударения с фотоном скорость электрона была мала, определите: а) энергию рассеянного фотона; б) кинетическую энергию электрона после соударения с фотоном; в) направление движения электрона.