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 04

Вариант 4

Контрольная работа 3
1. Четыре одинаковых точечных заряда q расположены на одной прямой на расстоянии r друг от друга. Какую работу А надо совершить, чтобы переместить эти заряды в вершины тетраэдра со стороной r? Среда ­ вакуум.
2. Система состоит из шара радиуса R, заряженного сферически симметрично, и окружающей среды, заполненной зарядом с объемной плотностью ρ = α/r, где α ‒ постоянная, r - расстояние от центра шара. Найти заряд шара, при котором модуль напряженности электрического поля вне шара не зависит от r. Чему равна эта напряженность? Диэлектрическая проницаемость всюду равна единице.
3. Горизонтальный желоб выгнут по цилиндрической поверхности: слева - по радиусу R = 20 см, справа ‒ по радиусу 2R. На дне желоба находится бусинка массой m = 10 r и с зарядом q = 10^–6 Кл, а в точке O ‒ такой же по знаку заряд Q = 2·10^–6 Кл. Во сколько раз при малых колебаниях время движения бусинки по желобу радиусом 2R больше времени движения по желобу радиусом R?
4. Пространство между обкладками плоского конденсатора полностью заполнено двумя диэлектрическими слоями проницаемостями ε₁ и ε₂. При каком соотношении между толщинами слоев диэлектриков падение потенциала в каждом слое будет равно половине разности потенциалов, приложенной к конденсатору?
5. На рисунке имеется участок. Потенциалы точек A, B и D равны соответственно φ_A, φ_B и φ_D, а емкости конденсаторов С₁, С₂ и С₃. Найти потенциал φ₀ в точке 0.
6. Найдите заряд конденсатора на участке цепи, если E₁ = 4В, E₂ = 2 В, C = 10^–6 Ф, R = 1 Ом, I = 1 А.
7. Плоский квадратный контур со стороной a = 10 см, по которому течет ток I = 100 А, свободно установился в однородном магнитном поле В = 1 Тл. Определить работу А, совершаемую внешними силами при повороте контура относительно оси, проходящей через середину его противоположных сторон, на угол: 1) φ₁ = 90º; 2) φ₂ = 3º. При повороте контура сила тока в нем поддерживается неизменной.
8. Три бесконечных прямолинейных параллельных проводника с одинаковыми токами, текущими в одном направлении, находятся на одинаковом расстоянии d друг от друга. Если их раздвинуть до расстояния 2d друг от друга, на каждый сантиметр длины проводника затрачивается работа 138 мкДж. Определите силу в проводниках.

Контрольная работа 4
1. Тонкое кольцо массой m = 10 г. И радиусом R = 6 см, по которому течет ток I = 15 А, поместили в неоднородное магнитное поле. Ось кольца совпадает с осью симметрии магнитного поля. Определить ускорение кольца, если магнитная индукция В = 0.08 Тл составляет с осью х угол α = 30º.
2. Протон влетает со скоростью v = 100 км/с в область пространства, где имеются электрическое (E = 210 В/м) и магнитное (В = 3.3 мТл) поля. Напряженность E электрического поля и магнитная индукция B совпадают по направлению. Определить ускорение протона для начального момента движения в поле, если направление вектора его скорости v: 1) совпадает с общим направлением векторов E и B; 2) перпендикулярно этому направлению.
3. На расстоянии, а = 1 м от длинного прямого провода с током I = 100 А находится кольцо радиусом r = 1 см. Кольцо расположено так, что поток, пронизывающий его, максимален. Определить количество электричества q, которое протечет по кольцу, когда ток в проводнике будет выключен. Сопротивление R кольца 10 Ом.
4. Обмотка тороида содержит n = 10 витков на каждый сантиметр длины. Сердечник немагнитный. При какой силе тока I в обмотке плотность энергии ω магнитного поля равна 1 Дж/м³?
5. Пучок естественного света падает на стеклянный шар, находящийся в воде. Найти угол φ между отраженным и падающим пучками в точке А. Показатель преломления стекла принять n = 1,58.
6. Расстояние Δr_2,1 между вторым и первым темным кольца¬ми Ньютона в отраженном свете равно 1 мм. Определить расстояние Δr_10,9 между десятым и девятым кольцами.
7. С помощью дифракционной решетки с периодом d = 20 мкм требуется разрешить дублет натрия (λ₁ = 589,0 нм и λ₂ = 589,6 нм) в спектре второго порядка. При какой наименьшей длине l решетки - это возможно?
8. Плоскую пластинку из калия освещают светом с длиной волны λ = 400 нм. Вблизи поверхности пластинки создано однородное электрическое поле напряженностью E = 50 В/м. Поле перпендикулярно пластине и направлено к ней. Спустя какое время после вылета из пластинки фотоэлектрон потеряет треть своей начальной скорости? Считать, что электрон вылетает с максимальной скоростью перпендикулярно поверхности пластинки. Красная граница фотоэффекта для калия λ₀ = 577 нм.