Движение частиц в магнитном поле

Учебный год

Направления:

15.03.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств»

18.03.02 «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химическойтехнологии, нефтехимии и биотехнологии»

18.03.01 «Химическая технология»

 

Семестровая работа должна содержать:

Титульный лист, на котором указывается название образовательного учреждения, название учебного курса, номер группы, Ф.И.О. автора, Ф.И.О. преподавателя (рецензента), место и год выполнения работы; (титульный лист является первой страницей семестровой работы).

Номер варианта определяется по списку в журнале преподавателя.

Семестровая оформляется на листах формата А4, либо в отдельной тетради.

№ Вар.

МВК-271

ХМВК-272

ТВК-274

Электростатика

1. Четыре одинаковых точечных заряда нКл расположены в вершинах квадрата со стороной см. Найти силу , действующую со стороны трех зарядов на четвертый.

2. Два одинаковых положительных заряда находятся на некотором расстоянии друг от друга. Во сколько раз возрастет величина силы , действующей на один из зарядов, если на середине прямой, соединяющей заряды, поместить третий, такой же по величине, но противоположный по знаку точечный заряд ?

3. В двух противоположных вершинах квадрата находятся одинаковые заряды мкКл. Во сколько раз увеличится сила , действующая на один из этих зарядов, если в две другие вершины квадрата поместить заряды мкКл и мкКл?

4. Два точечных заряда по нКл каждый находятся на расстоянии см. С какой силой они действуют на точечный заряд нКл, находящийся на расстоянии см от каждого из них?

5. Точечные заряды , и расположены на одной прямой один за другим на одинаковом расстоянии. На средний заряд действует сила Н. Какая сила действует на заряд ?

6. Расстояние между двумя точечными зарядами нКл и нКл равно см. Вычислить напряженность и потенциал поля в точке, лежащей посередине между зарядами. Чему будет равна напряженность, если второй заряд будет положительным?

7. Электрическое поле создано двумя точечными зарядами нКл и нКл, находящимися на расстоянии см друг от друга. Определить напряженность и потенциал поля в точке, удаленной от первого заряда на см и от второго на см.

8. Два отрицательных точечных заряда нКл и нКл расположены на расстоянии м друг от друга. Когда в некоторой точке, лежащей на прямой, соединяющей заряды и , поместили заряд , то все три заряда оказались в равновесии. Найти заряд и расстояние между зарядами и .

9. Точечные заряды мкКл и мкКлнаходятсяна расстоянии см друг от друга. Определить напряженность и потенциал поля в точке, удаленной на смот первого и на смот второго заряда. Определить силу , действующую в этой точке на точечный заряд мкКл.

10. Имеются два разноименных точечных заряда, причем величина положительного в 2,25 раза больше величины отрицательного. Во сколько раз расстояние между зарядами меньше, чем расстояние от отрицательного заряда до той точки, где напряженность поля равна нулю?

11. Два разноименных точечных заряда нКл и нКл находятся на расстоянии см друг от друга. Найдите напряженность поля в точке, которая находится на середине отрезка, соединяющего заряды.

12. Расстояние между двумя положительными точечными зарядами см. На расстоянии см от первого заряда на прямой, соединяющей заряды, напряженность поля равна нулю. Найдите отношение величины первого заряда к величине второго.

13. Найдите величину напряженности поля, создаваемого двумя точечными зарядами нКл и нКл, в точке, лежащей на середине отрезка, соединяющего заряды, если напряженность поля, создаваемого в этой точке только первым зарядом, равна В/м.

14. В вершинах острых углов ромба со стороной м помещены положительные заряды нКл, а в вершине одного из тупых углов — положительный заряд нКл. Определить напряженность электрического поля в четвертой вершине ромба, если меньшая диагональ ромба равна его стороне.

15. В вершинах квадрата со стороной см расположены три положительных заряда по Кл каждый и один отрицательный Кл. Определить напряженность поля в центре квадрата.

16. Разноименные точечные заряды одинаковой величины нКл расположены в двух вершинах равностороннего треугольника со стороной м. Определите напряженность электрического поля в третьей вершине треугольника.

17. Разноименные точечные заряды одинаковой величины нКл расположены на расстоянии м друг от друга. Определите напряженность электрического поля в точке, удаленной на м от каждого из зарядов.

18. В двух вершинах правильного треугольника со стороной см находятся точечные заряды по пКл каждый, а в третьей вершине— точечный заряд пКл. Найдите напряженность поля в середине стороны, соединяющей разноименные заряды.

19. В двух вершинах правильного треугольника со стороной см находятся разноименные заряды пКл и пКл, а в третьей вершине — заряд пКл. Найти напряженность поля в центре треугольника.

20. В вершинах правильного шестиугольника со стороной см поочередно расположены заряды нКл и нКл. Определите напряженность поля, создаваемого всеми зарядами в центре фигуры.

21. Электрическое поле создано точечным положительным зарядом нКл. Положительный заряд переносится из точки А этого поля в точку В (рис. 11). Найтиотношениеизменения потенциальной энергии к величине переносимого заряда , если см и см.

22. Электрическое поле создано точечным зарядом нКл. Не пользуясь понятием потенциала, вычислить работу внешних сил по перемещению точечного заряда нКл из точки С в точку В (рис. 12), если см, см. Определить также изменение потенциальной энергии системы зарядов.

23. Два одинаковых точечных заряда мкКл находятся на расстоянии м друг от друга. Какую работу надо совершить, чтобы сблизить их до расстояния м?

24. Два заряда мкКл и мкКл расположены на расстоянии см друг от друга в точках и (рис. 13). Вдоль прямой , проходящей параллельно прямой на расстоянии см от нее, перемещается заряд мкКл. Найти работу электрических сил при перемещении заряда из точки в точку , если прямые и перпендикулярны к прямой .

25. Электрическое поле создано зарядами мкКли мкКл, находящимися на расстоянии см другот друга (рис. 14). Определить работу сил поля, совершаемую приперемещении заряда мкКлиз точки 1 в точку 2.

26. Какую работу необходимо совершить при переносе точечного заряда нКл из бесконечности в точку, находящуюся на расстоянии см от поверхности заряженной металлической сферы? Потенциал на поверхности сферы В, радиус сферы см.

27. При переносе точечного заряда нКл из бесконечности в точку, находящуюся на расстоянии см от поверхности заряженной металлической сферы, необходимо совершить работу мкДж. Радиус сферы см. Найти потенциал на поверхности сферы.

28. Электрическое поле создано зарядами мкКли мкКл, находящимися на расстоянии см другот друга (рис. 15). Определить работу сил поля, совершаемую приперемещении заряда мкКлиз точки 1 в точку 2.

29. Разность потенциалов между двумя точками, находящимися на расстоянии м друг от друга и лежащими на одной силовой линии однородного электрического поля, В. Найти разность потенциалов между точками, лежащими на той же силовой линии на расстоянии см друг от друга.

30. Точечный положительный заряд создает в точках и (рис. 16) электрические поля с напряженностями и . Найти работу электрических сил при перемещении точечного заряда из точки в точку .

31. Конденсатор состоит из латунных листов, проложенных стеклянными прокладками толщины мм. Площади латунного листа и стеклянной прокладки см², диэлектрическая проницаемость стекла . Найти емкость конденсатора, если и выводы конденсатора присоединены к крайним листам.

32. На пластинах плоского конденсатора равномерно распределен заряд с поверхностной плотностью мкКл/м². Расстояние между пластинами мм. На сколько изменится разность потенциалов на его обкладках при увеличении расстояния между пластинами до мм?

33. К пластинам плоского воздушного конденсатора приложена разность потенциалов В. Площадь пластин см², расстояние между ними мм. После отключения конденсатора от источника напряжения в пространство между пластинами внесли парафин (). Определить разность потенциалов между пластинами после внесения диэлектрика. Определить емкости конденсатора и до и после внесения диэлектрика.

34. Решить предыдущую задачу для случая, когда парафин вносится в пространство между пластинами при включенном источнике питания.

35. В плоский конденсатор вдвинули плитку парафина () толщиной см, которая вплотную прилегает к его пластинам. Насколько нужно увеличить расстояние между пластинами, чтобы получить прежнюю емкость?

36. Электроемкость плоского конденсатора мкФ. Расстояние между пластинами мм. Какова будет электроемкость конденсатора, если на нижнюю пластину положить лист эбонита толщиной мм?

37. Между пластинами плоского конденсатора находится плотно прилегающая стеклянная пластинка. Конденсатор заряжен до разности потенциалов В. Какова будет разность потенциалов , если вытащить стеклянную пластинку из конденсатора?

38. Два одинаковых плоских воздушных конденсатора емкостью Ф каждый соединены последовательно. Определить, на сколько изменится емкость батареи, еслипространство между пластинами одного из конденсаторовзаполнить парафином ().

39. Плоский воздушный конденсатор зарядили до разности потенциалов В. Затем конденсатор отключили от источника тока. Какой станет разность потенциалов между пластинами, если расстояние между ними увеличить от мм до мм, а пространство между пластинами заполнить слюдой ()?

40. Емкость плоского конденсатора мкФ. Чему будет равна его емкость , если расстояние между пластинами увеличить в 2 раза, а затем пространство между пластинами заполнить диэлектриком с ?

41. Какой должна быть емкость конденсатора, который надо соединить последовательно с конденсатором емкостью пФ, чтобы получить батарею конденсаторов емкостью пФ?

42. К воздушному конденсатору, заряженному до разности потенциалов В и отключенному от источника напряжения присоединили параллельно второй незаряженный конденсатор таких же размеров и формы, но с фарфоровым диэлектриком. Определить диэлектрическую проницаемость фарфора, если после присоединения второго конденсатора разность потенциалов уменьшилась до В.

43. Конденсаторы соединены так, как это показано на рис. 17. Электроемкости конденсаторов: мкФ, мкФ, мкФ, мкФ. Определить электроемкость батареи конденсаторов.

44. Три одинаковых плоских конденсатора соединены последовательно. Электроемкость такой батареи конденсаторов пФ. Площадь каждой пластины см². Диэлектрик — стекло. Определить толщину стекла.

45. Конденсаторы соединены так, как это показано на рис. 18. Электроемкости конденсаторов: мкФ, мкФ, мкФ, мкФ, мкФ. Определить электроемкость батареи конденсаторов.

46. Плоский конденсатор емкостью пФ соединяют последовательно с таким же конденсатором, но заполненным диэлектриком с диэлектрической проницаемостью . Найти емкость такой батареи.

47. Конденсаторы электроемкостями нФ, нФ, нФ и нФ соединены так, как показано на рис. 19. Определить электроемкость такогосоединения конденсаторов.

48. Определить емкость батареи конденсаторов, изображенной на рис. 20. Емкость каждого конденсатора мкФ.

49. Воздушный плоский конденсатор емкостью мкФ заполняют жидким диэлектриком с диэлектрической проницаемостью . Конденсатор какой емкости надо соединить последовательно с данным, чтобы такая батарея вновь имела емкость мкФ?

50. Определить емкость батареи конденсаторов, изображенной на рис. 21. Емкость каждого конденсатора мкФ.

51. Расстояние между пластинами плоского конденсатора см, разность потенциалов кВ. Заряд каждой пластины нКл. Вычислить энергию поля конденсатора и силу взаимного притяжения пластин.

52. К пластинам плоского воздушного конденсатора приложена разность потенциалов В. Площадь пластин см², расстояние между ними мм. Пластины раздвинули до расстояния мм. Найти энергии и конденсатора до и после раздвижения пластин, если источник напряжения перед раздвижением: 1) отключался; 2) не отключался.

53. Конденсатор электроемкостью пФ зарядили до разности потенциалов кВ и отключили от источника тока. Затем к конденсатору присоединили параллельно второй, незаряженный конденсатор электроемкостью пФ. Определить энергию , израсходованную на образование искры, проскочившей при соединении конденсаторов.

54. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено диэлектриком (фарфор), объем которого см³.Поверхностная плотность заряда на пластинах конденсатора нКл/м². Вычислить работу , которую необходимо совершить для того, чтобы удалить диэлектрик из конденсатора. Трением диэлектрика о пластины конденсатора пренебречь.

55. Энергия плоского воздушного конденсатора мкДж, разность потенциалов на обкладках В, площадь пластин см². Определить расстояние между обкладками , напряженность и объемную плотность энергии поля конденсатора.

56. Со скоростью м/с электрон влетает в пространство между обкладками плоского конденсатора в середине зазора в направлении, параллельном обкладкам. При какой минимальной разности потенциалов на обкладках электрон не вылетит из конденсатора, если длина конденсатора см, а расстояние между его обкладками см?

57. Электрон, обладавший кинетической энергией Дж, влетел в однородное электрическое поле в направлении силовых линий поля. Какой скоростью будет обладать электрон, пройдя в этом поле разность потенциалов В?

58. Электрон, пройдя в плоском конденсаторе путь отодной пластины до другой, приобрел скорость м/с. Расстояние между пластинами мм. Найти: 1)разность потенциалов между пластинами; 2) поверхностную плотность заряда на пластинах.

59. Электрон находится в однородном электрическом поле напряженностью кВ/м. Какой путь пройдет электрон за время нс, если его начальная скорость была равна нулю? Какой скоростью будет обладать электрон в конце этого интервала времени?

60. Разность потенциалов между катодом и анодом электронной лампы В, расстояние мм. С каким ускорением движется электрон от катода к аноду? Какова скорость электрона в момент удара об анод? За какое время электрон пролетает расстояние от катода до анода? Поле считать однородным.

 

Законы постоянного тока

 

61. В схеме рис. 22сопротивление Ом, В. Внутренние сопротивления этих элементов равны соответственно Ом и Ом. Найти силу тока в каждом из элементов , и силу тока во всей цепи.

62. Две батареи аккумуляторов ( В, Ом; В, Ом) и реостат ( Ом) соединены, как показано на рис. 23. Найти силу тока , в батареях и — в реостате.

 

 

63. Два элемента с ЭДС В и В и внутренними сопротивлениями Ом и Ом соединены по схеме, изображенной на рис. 24. Найти ток , текущий через резистор сопротивлением Ом.

64. Определить силу тока в резисторе сопротивлением (рис. 25), если В, В, Ом, 0м, Ом. Внутренними сопротивлениями источников тока пренебречь.

65. По условию задачи 64 определить силу тока в резисторе сопротивлением .

66. По условию задачи 64 определить силу тока в резисторе сопротивлением .

67. Найти ток в резисторе сопротивлением (рис. 26), если В, В и В. Сопротивления резисторов Ом.

68. По условию задачи 67 определить силу тока в резисторе сопротивлением .

69. По условию задачи 67 определить силу тока в резисторе сопротивлением .

70. По условию задачи 67 определить силу тока в резисторе сопротивлением .

 

 

71. По условию задачи 67 определить силу тока, текущего через элемент с ЭДС .

72. Три источника тока с ЭДС В, В и В и три реостата с сопротивлениями Ом, Ом и Ом соединены, как показано на рис. 27. Определить силу тока в реостате . Внутреннее сопротивление источника тока пренебрежимо мало.

73. По условию задачи 72 определить силу тока в реостате сопротивлением .

74. По условию задачи 72 определить силу тока в реостате сопротивлением .

75. На рис. 28 В, В и В, а сопротивления Ом. Определить силу тока , протекающего через резистор . Внутреннее сопротивление источников ЭДС н