Контрольные работы, выполненные с помощью оргтехники (компьютерный набор, ксерокопирование и т. п.), к проверке не принимаются.

ВОПРОСЫДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЭКЗАМЕНУ ПО ФИЗИКЕ

(для студентов заочного отд.: группы ЭиЭб-1801-01-24,, ЭиЭб-1806-02-24)

2 семестр, 2018/2019 учебный год

1. Закон сохранения электрического заряда. Закон Кулона. Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции полей.

2. Поток вектора напряженности. Теорема Остроградского-Гаусса.

3. Работа сил электрического поля при перемещении зарядов. Циркуляция вектора напряженности электрического поля.

4. Потенциал. Связь между напряженностью электрического поля и потенциалом.

5. Электроемкость проводников. Конденсаторы. Соединение конденсаторов. Энергия заряженного конденсатора.

6. Электрический диполь. Полярные и неполярные молекулы. Поляризация диэлектриков.

7. Поляризованность (вектор поляризации). Электрическое смещение.

8. Электрический ток. Законы Ома. Правила Кирхгоффа.

9. Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца.

10. Магнитное взаимодействие токов. Магнитное поле. Закон Ампера. Магнитная индукция. Сила Лоренца.

11. Закон Био-Савара-Лапласа для элемента тока. Магнитный момент кругового тока. Циркуляция вектора магнитной индукции.

12. Магнитный поток. Работа перемещения контура с током в магнитном поле.

13. Намагничивание вещества. Намагниченность. Напряженность магнитного поля.

14. Диамагнетизм. Парамагнетизм. Ферромагнетизм. Магнитный гистерезис.

15. Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Закон электромагнитной индукции Фарадея.

16. Явление самоиндукции. Индуктивность. Энергия магнитного поля соленоида.

17. Основы теории Максвелла для электромагнитного поля.

18. Гармонические механические и электромагнитные колебания и их характеристики. Дифференциальное уравнение гармонических колебаний. Энергия гармонических колебаний.

19. Сложение гармонических колебаний одного направления и одинаковой частоты. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний.

20. Затухающие и вынужденные колебания. Понятие о резонансе.

21. Волновые процессы. Продольные и поперечные волны. Уравнение бегущей волны. Волновое уравнение.

22. Фазовая скорость и дисперсия волн. Энергия волны.

23. Интерференция света.

24. Дифракция света.

25. Поляризация света.

26. Дисперсия света.

27. Тепловое излучение. Абсолютно черное тело.

28. Внешний фотоэффект и его законы.

29. Заряд, размер и масса атомного ядра. Массовое и зарядовое числа.

30. Ядерные реакции и законы сохранения.

31. Цепная реакция деления. Понятие о ядерной энергетике.

I. Основная литература

1. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики: Учебное пособие для втузов. -М: Высшая школа, 2000.- 718 с.

2. Савельев И.В. Курс общей физики физики. Учебное пособие. В 3-х тт.— СПб.: Издательство «Лань», 2006.

3. Трофимова Т.И. Курс физики: Учебное пособие для вузов. -М: Высшая школа, 2002.- 542 с.

4. Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики. Учебное пособие. т. 1-3, 1972.

5. Василевский Л.С., Суслопаров А.М. Электромагнетизм. Конспект лекций. Киров: РИО ВятГТУ, 1995.

6. Василевский Л.С., Суслопаров А.М. Колебания и волны. Конспект лекций. Киров: РИО ВятГТУ, 1997.

7. Василевский Л.С., Суслопаров А.М. Волновая оптика. Конспект лекций. Киров: РИО ВятГТУ, 1998.

8. Василевский Л.С., Суслопаров А.М. Элементы квантовой механики.. Конспект лекций. Киров: РИО ВятГТУ, 2000.

9. Чертов А.Г., Воробьев А.А. Задачник по физике.—М.: Издательство Физико-математической литературы, 2007. – 640 с.

10. Волькенштейн В.С. Сборник задач по курсу физики.— СПб.: Книжный мир, 2003. – 328 с.

11. Яворский Б.М., Детлаф А.А., Лебедев А.К. Справочник по физике для инженеров и студентов вузов. – М.: ООО «Издательство Оникс», 2006. – 1056 с.

 

Требования к оформлению контрольной работы

1. Контрольная работа выполняется в отдельной тетради в рукописной форме.

Контрольные работы, выполненные с помощью оргтехники (компьютерный набор, ксерокопирование и т. п.), к проверке не принимаются.

2. Номер варианта контрольной работы определяется по последней цифре в индивидуальном шифре студента (цифра 0 соответствует варианту № 10).

3. Условия задач в контрольной работе переписываются полностью без сокращений, решение задачи выполняется в общем виде, сопровождается поясняющим рисунком и комментариями, делается проверка размерности в конечной формуле, затем в нее подставляются численные значения и вычисляют искомые величины.

Для замечаний преподавателя на страницах тетради оставляются поля.

4. В конце контрольной работы указывается, каким учебником или учебным пособием студент пользовался при изучении физики (название учебника, автор, год издания). Это делается для того, чтобы рецензент в случае необходимости мог указать, что следует студенту изучить для завершения контрольной работы.

5. Если контрольная работа при рецензировании не зачтена, студент обязан представить ее на повторную рецензию, включив в нее те задачи, решения которых оказались неверными. Повторная работа представляется вместе с незачтенной контрольной работой.

6. Зачтенная контрольная работа предъявляется экзаменатору. Студент должен быть готов во время экзамена дать пояснения по существу решения задач, входящих в контрольную работу.

ВАРИАНТ 1.

 

1. Заряд на каждом из двух последовательно соединенных конденсаторов емкостью С₁ =6 пкФ и С₂ =10 пкФ равен q =0,09 нКл. Определить напряжение: а) на батарее конденсаторов; б) на каждом конденсаторе.

2. Определить ЭДС аккумуляторной батареи, ток короткого замыкания которой I_кз =10 А, если при подключении к ней сопротивления R =9 Ом ток в цепи равен I =1 А.

3. В магнитном поле, индукция которого В = 0,05 Тл, вращается стержень длиною l =1 м с постоянной угловой скоростью ω = 20 рад/с. Ось вращения проходит через конец стержня и параллельна силовым линиям магнитного поля. Найти э.д.с. индукции, возникающую на концах стержня.

4. Сколько витков имеет катушка, индуктивность которой L = 0,001 Гн, если при силе тока I = 1 А магнитный поток сквозь катушку Ф = 2×10^-6 Вб?

5. Заряженная частица движется в магнитном поле по окружности со скоростью υ= 10⁶ м/с. Индукция магнитного поля равна В=0,3 Тл. Радиус окружности R=4 см. Найти заряд частицы, если известно, что ее энергия равна W=12 кэB.

6. Материальная точка, масса которой m=4 г, колеблется с амплитудой Х₀ =4 см и частотой n=0,5 Гц. Какова скорость точки в положении, где смещение Х =2 см?

7. Определить энергетическую светимость абсолютно черного тела и длину волны, на которую приходится максимум его энергии излучения, при температуре Т=300 К.

8. Вычислить дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра .

 

 

ВАРИАНТ 2.

1. Конденсатор емкостью С₁ =3 мкФ последовательно соединен с конденсатором неизвестной емкости С₂ и они подключены к источнику постоянного напряжения U =12 В. Определить емкость второго конденсатора С₂ и напряжение на каждом конденсаторе, если заряд батареи q =25 мкКл.

2. При каком внешнем сопротивлении потребляемая полная мощность будет максимальной, если два одинаковых источника тока с внутренним сопротивлением r =1 Ом каждый соединены последовательно?

3. В однородном магнитном поле, индукция которого равна B=0,1 Тл, равномерно вращается катушка, состоящая из 100 витков проволоки. Катушка делает n=5 об/с. Площадь поперечного сечения катушки S=100 см². Ось вращения перпендикулярна оси катушки и направлению магнитного поля. Найти максимальную э.д.с. индукции во вращающейся катушке.

4. Катушка длиною l =20 см и диаметром d=3 см имеет 400 витков. По катушке идет ток силой I =2 А. Найти: 1) индуктивность катушки; 2) магнитный поток, пронизывающий площадь ее поперечного сечения.

5. Электрон, ускоренный разностью потенциалов U = 300 В, влетает в магнитное поле соленоида под углом a = 30° к его оси. Число ампер-витков соленоида равно 5000. Длина соленоида l =25 см. Найти шаг винтовой траектории электрона в магнитном поле соленоида.

6. Амплитуда колебания груза, подвешенного на пружине, Х₀ =2 см, максимальная кинетическая энергия Е_m =0,4 Дж. Определить жесткость пружины.

7. Муфельная печь, потребляющая мощность Р =1 кВт, имеет отверстие площадью S =100 см². Определить долю h мощности, рассеиваемой стенками печи, если температура ее внутренней поверхности равна 1000 К.

8. Вычислить дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи ядра .

 

 

ВАРИАНТ 3.

1. Определить разность потенциалов и заряд на каждом из конденсаторов емкостью С₁ =2 мкФ и С₂ =3 мкФ, если они соединены последовательно и подключены к источнику постоянного напряжения U =50 В.

2. При каком внешнем сопротивлении потребляемая полная мощность будет максимальной, если два одинаковых источника тока с внутренним сопротивлением r =1 Ом каждый соединены параллельно?

3. В однородном магнитном поле, индукция которого равна B=0,8 Тл, равномерно вращается рамка с угловой скоростью ω =15 рад/с. Площадь рамки S=150 см². Ось вращения находится в плоскости рамки и составляет с направлением силовых линий магнитного поляугол α=30°. Найти максимальную э.д.с. индукции во вращающейся рамке.

4. Из какого числа витков проволоки состоит однослойная обмотка катушки, индуктивность которой L=0,001 Гн? Диаметр катушки D=4 см, диаметр проволоки d=0,6 мм. Витки плотно прилегают друг к другу.

5. a-частица, момент количества движения которой равен L =1,33×10^{-22 кг}×м²/с, влетает в однородное магнитное поле, перпендикулярное скорости ее движения. Индукция магнитного поля равна B=2,5×10^-2 Тл. Найти кинетическую энергию a-частицы.

6. Уравнение гармонического колебания имеет вид s=2cos(150t+0,5 ). Определить амплитуду, частоту, период и начальную фазу колебания.

7. Определить поглощательную способность а_Т серого тела, для которого температура, измеренная радиационным пирометром, Т_рад =1400 К, тогда как истинная температура Т тела равна 3200 К

8. Вычислить энергию ядерной реакции

9.

 

 

ВАРИАНТ 4.

1. Два конденсатора одинаковой емкости С =6 мкФ заряжены один до напряжения U₁ =100 В, а другой до U₂ =300 В. Определить напряжение между обкладками конденсаторов, если их соединить параллельно разноименно заряженными обкладками.

2. ЭДС аккумулятора автомобиля e =12 В. При токе I =3 А его КПД равен 0,8. Определить внутреннее сопротивление аккумулятора.

3. В магнитном поле, индукция которого B=0,05 Тл, вращается стержень длиною l =1 м с постоянной угловой скоростью ω=20 рад/с. Ось вращения проходит через конец стержня и параллельна силовым линиям магнитного поля. Найти э.д.с. индукции, возникающую на концах стержня.

4. Сколько витков имеет катушка, индуктивность которой L = 0,001 Гн, если при силе тока I = 1 А магнитный поток сквозь катушку Ф = 2×10^-6 Вб?

5. Заряженная частица движется в магнитном поле по окружности со скоростью υ=10⁶ м/с. Индукция магнитного поля равна B=0,3 Тл. Радиус окружности R=4 см. Найти заряд частицы, если известно, что ее энергия равна W=12 кэB.

6. Уравнение гармонического колебания материальной точки массой m =10 г имеет вид s=2cos(150t+0,5). Определить полную энергию материальной точки и действующую на нее максимальную возвращающую силу.

7. Определить температуру Т и энергетическую светимость R_e абсолютно черного тела, если максимум энергии излучения приходится на длину волны l_m =600 нм.

8. Вычислить энергию ядерной реакции

 

ВАРИАНТ 5.

 

1. Плоский слюдяной конденсатор с площадью пластин S =5 см² и зазором d =2 мм находится под напряжением U =300 В. Определить емкость конденсатора и силу притяжения его пластин.

2. К батарее из трех одинаковых параллельно соединенных источников тока подключают один раз сопротивление R₁ =1 Ом, другой раз - R₂ =4 Ом. В обоих случаях на сопротивлениях за одно и то же время выделяется одинаковое количество теплоты. Определить внутреннее сопротивление источника тока.

3. Круговой проволочный виток площадью S=100 см² находится в однородном магнитном поле, индукция которого B=1 Вб/м². Плоскость витка перпендикулярна направлению магнитного поля. Чему будет равно среднее значение э.д.с. индукции, возникающей в витке при выключении поля в течение t=0,01 с?

4. Обмотка соленоида состоит из N витков медной проволоки, поперечное сечение которой S = 1 мм². Длина соленоида L = 25 см и его сопротивление R = 0,2 Ом. Найти индуктивность соленоида. (r_Cu = 1,7×10^-8 Ом×м)

5. Протон влетает в однородное магнитное поле под углом a = 30° к направлению поля и движется по спирали, радиус которой равен R=1,5 см. Индукция магнитного поля равна B=0,1 Тл. Найти кинетическую энергию протона. (m_p = 1,67×10^{-27 кг})

6. Уравнение плоской механической волны, распространяющейся в упругой среде, имеет вид s=1×10^-8sin(6280t-1,256x ). Определить длину волны и скорость ее распространения.

7. Поток излучения абсолютно черного тела Ф_е =10 кВт. Максимум энергии излучения приходится на длину волны l_m =800 нм. Определить площадь S излучающей поверхности.

8. Вычислить энергию ядерной реакции

 

 

ВАРИАНТ 6.

 

1. Расстояние между обкладками плоского воздушного конденсатора d =2 мм, площадь обкладок S =100 см², разность потенциалов U =60 В. Какую работу надо совершить, чтобы раздвинуть обкладки до расстояния d₁=1 см?

2. КПД аккумуляторной батареи при токе I =2 А равен h =0,8. Определить внутреннее сопротивление батареи, если ее ЭДС равна 10 В.

3. В однородном магнитном поле, индукция которого равна B=0,1 Тл, равномерно вращается катушка, состоящая из 100 витков проволоки. Катушка делает n=5 об/с. Площадь поперечного сечения катушки S=100 см². Ось вращения перпендикулярна оси катушки и направлению магнитного поля. Найти максимальную э.д.с. индукции во вращающейся катушке.

4. Катушка длиною l =20 см и диаметром d=3 см имеет 400 витков. По катушке идет ток силой I=2 А. Найти: 1) индуктивность катушки; 2) магнитный поток, пронизывающий площадь ее поперечного сечения.

5. Электрон, ускоренный разностью потенциалов U = 300 В, влетает в магнитное поле соленоида под углом a = 30° к его оси. Число ампер-витков соленоида равно 5000. Длина соленоида l =25 см. Найти шаг винтовой траектории электрона в магнитном поле соленоида.

6. Уравнение плоской механической волны, распространяющейся в упругой среде, имеет вид s=1×10^-8sin(6280t-1,256x ). Определить в какой момент времени смещение точки, отстоящей на расстоянии х =1 м от источника колебаний в направлении распространения волны, равно половине амплитуды s=0,5s_max.

7. Абсолютно черное тело имеет температуру Т₁ =500 К. Какова будет температура Т₂ тела, если в результате нагревания поток излучения увеличится в n =5 раз?

8. Вычислить энергию ядерной реакции

 

 

ВАРИАНТ 7.

1. Один конденсатор заряжен до разности потенциалов U₁ =60 В, а другой - до U₂ =20 В. Конденсаторы соединили параллельно одноименно заряженными обкладками, и разность потенциалов оказалась равной U =50 В. Определить отношение емкостей этих конденсаторов.

2. Два одинаковых источника тока соединены в одном случае последовательно, в другом - параллельно и замкнуты на внешнее сопротивление R =1 Ом. При каком внутреннем сопротивлении источника ток во внешней цепи будет в обоих случаях одинаковым?

3. Круговой проволочный виток площадью R=100 см² находится в однородном магнитном поле, индукция которого B=1 Вб/м². Плоскость витка перпендикулярна направлению магнитного поля. Чему будет равно среднее значение э.д.с. индукции, возникающей в витке при выключении поля в течение t=0,01 с?

4. Обмотка соленоида состоит из N витков медной проволоки, поперечное сечение которой S = 1 мм². Длина соленоида L = 25 см и его сопротивление R = 0,2 Ом. Найти индуктивность соленоида. (r_Cu = 1,7×10^-8 Ом×м)

5. Протон влетает в однородное магнитное поле под углом a = 30° к направлению поля и движется по спирали, радиус которой равен R=1,5 см. Индукция магнитного поля равна B=0,1 Тл. Найти кинетическую энергию протона. (m_p = 1,67×10^{-27 кг})

6. Волны в упругой среде распространяются со скоростью v =15 м/с. Чему равно смещение точки, находящейся на расстоянии х =3 м от источника колебаний, через t =4 с от начала колебаний? Период колебаний Т =1 с, амплитуда колебаний s₀ =2 см.

7. Из смотрового окошечка печи излучается поток Ф_е =4 кДж/мин. Определить температуру Т печи, если площадь окошечка S =8 см².

8. Вычислить энергию ядерной реакции

 

 

ВАРИАНТ 8.

1. Обкладки плоского воздушного конденсатора площадью S =100 см² и зарядом q =4 мкКл раздвигают на 1 см. Определить совершаемую при этом работу.

2. Падение напряжения во внешней цепи равно U =5,1 В. Определить ток в цепи, ЭДС и КПД источника тока, если его внутреннее сопротивление r =1,5 Ом, а сопротивление внешней цепи R =8 Ом.

3. В однородном магнитном поле, индукция которого равна B=0,8 Тл, равномерно вращается рамка с угловой скоростью ω=15 рад/с. Площадь рамки S=150 см². Ось вращения находится в плоскости рамки и составляет угол α=30° с направлением силовых линий магнитного поля. Найти максимальную э.д.с. индукции во вращающейся рамке.

4. Из какого числа витков проволоки состоит однослойная обмотка катушки, индуктивность которой L=0,001 Гн? Диаметр катушки D=4 см, диаметр проволоки d=0,6 мм. Витки плотно прилегают друг к другу.

5. a-частица, момент количества движения которой равен L =1,33×10^{-22 кг}×м²/с, влетает в однородное магнитное поле, перпендикулярное скорости ее движения. Индукция магнитного поля равна B=2,5×10^-2 Тл. Найти кинетическую энергию a-частицы.

6. Материальная точка имеет наибольшее смещение x_max =0,25 м и максимальную скорость v_max =0,5 м/с. Написать уравнение гармонического колебания и определить максимальное ускорение точки.

7. Как и во сколько раз изменится поток излучения абсолютно черного тела, если максимум энергии излучения переместится с красной границы видимого спектра (l_m1 =780 нм) на фиолетовую (l_m2 =390 нм)?

8. Вычислить энергию ядерной реакции

 

 

ВАРИАНТ 9.

1. Плоский воздушный конденсатор с площадью обкладок S =10 см² и зазором d₁ =5 мм заряжен до разности потенциалов U =100 В. Какую работу надо совершить, чтобы раздвинуть обкладки до расстояния d₂ =1 см?

2. При замыкании аккумуляторной батареи на сопротивление R =9 Ом в цепи идет ток I =1 А. Ток короткого замыкания равен I_кз =10 А. Какую наибольшую полезную мощность может дать батарея?

3. Круговой проволочный виток площадью S=100 см² находится в однородном магнитном поле, индукция которого B=1 Вб/м². Плоскость витка перпендикулярна направлению магнитного поля. Чему будет равно среднее значение э.д.с. индукции, возникающей в витке при выключении поля в течение t=0,01 с?

4. Обмотка соленоида состоит из N витков медной проволоки, поперечное сечение которой S = 1 мм². Длина соленоида L = 25 см и его сопротивление R = 0,2 Ом. Найти индуктивность соленоида. (r_Cu = 1,7×10^-8 Ом×м)

5. Протон влетает в однородное магнитное поле под углом a = 30° к направлению поля и движется по спирали, радиус которой равен R=1,5 см. Индукция магнитного поля равна B=0,1 Тл. Найти кинетическую энергию протона. (m_p = 1,67×10^{-27 кг})

6. Материальная точка совершает простые гармонические колебания так, что в начальный момент времени смещение х₀ =4 см, а скорость v₀ =10 см/с. Определить амплитуду х_max и начальную фазу j₀ колебаний, если их период Т =2 с.

7. Максимум энергии излучения Солнца приходится на длину волны l_m =500 нм. Считая, что Солнце излучает как черное тело, определить температуру его поверхности и энергетическую светимость.

8. Вычислить энергию ядерной реакции

 

 

ВАРИАНТ 10.

1. Конденсатор с парафиновым диэлектриком заряжен до разности потенциалов Dj =150 В. Напряженность поля в нем Е =6×10⁴ В/м, площадь пластин S =60 см². Определить емкость конденсатора и поверхностную плотность заряда на обкладках.

2. Внутреннее сопротивление аккумулятора r =1 Ом. При токе I =2 А его КПД равен 0,8. Определить ЭДС аккумулятора.

3. В однородном магнитном поле, индукция которого равна B=0,8 Тл, равномерно вращается рамка с угловой скоростью ω=15 рад/с. Площадь рамки S=150 см². Ось вращения находится в плоскости рамки и составляет угол α=30° с направлением силовых линий магнитного поля. Найти максимальную э.д.с. индукции во вращающейся рамке.

4. Из какого числа витков проволоки состоит однослойная обмотка катушки, индуктивность которой L=0,001 Гн? Диаметр катушки D=4 см, диаметр проволоки d=0,6 мм. Витки плотно прилегают друг к другу.

5. a-частица, момент количества движения которой равен L =1,33×10^{-22 кг}×м²/с, влетает в однородное магнитное поле, перпендикулярное скорости ее движения. Индукция магнитного поля равна B=2,5×10^-2 Тл. Найти кинетическую энергию a-частицы.

6. К пружине жесткостью k =8 кН/м подвешен груз, который колеблется с амплитудой Х₀ =1,5 см. Определить максимальную кинетическую энергию груза.

7. Вычислить истинную температуру Т вольфрамовой раскаленной ленты, если радиационный пирометр показывает температуру Т_рад =2500 К. Принять, что поглощательная способность для вольфрама не зависит от частоты излучения и равна а_Т =0,35.

8. Вычислить дефект массы, энергию связи и удельную энергию связи альфа-частицы.