Примеры экзаменационных задач по разделам
РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ ТОЧЕЧНЫХ ЗАРЯДОВ И ОДНОРОДНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ
Задачи
1. Два заряда находятся в керосине на расстоянии r = 20 cм. Найти силу взаимодействия F между зарядами Q1 = 2∙10-6 Кл, Q2 = 4∙10-5 Кл. Как изменится сила взаимодействия зарядов при увеличении расстояния между зарядами в три раза? Как изменится сила взаимодействия зарядов, если заряды поместить в воду?
2. Определить напряжение между двумя точками электрического поля точечного заряда Q = 4∙10-9 Кл, если эти точки удалены на расстояние r1 = 20 cм и r2 = 20 cм. Заряд находится в воздухе.
3. Два точечных заряда Q1 = 3∙10-11 Кл и Q2 = 2,5∙10-11 Кл взаимодействуют с силой F = 7,5∙10-11 Н. Определить расстояние r между ними. Заряды находятся в воздухе. Как изменится сила взаимодействия зарядов, если расстояние между зарядами уменьшить в два раза?
Таблица 1
| Наименование материала | Относительная диэлектрическая проницаемость, εг | Электрическая прочность, МВ/м |
| Воздух | 3,3 | |
| Бумага сухая | 2,3-3,5 | |
| Бумага парафинированная | 4,3 | |
| Вода | - | |
| Картон электроизоляционный | 4,8 | |
| Масло минеральное | 2,2 | |
| Мрамор | 8-10 | |
| Парафин | 2-2,3 | |
| Полиэтилен | 2,4 | |
| Резина | 3-6 | |
| Стекло | 3,8 - 19 | |
| Слюда | 6,9 -11,5 | |
| Ткань лакированная | ||
| Фарфор | 4,5-6 | - |
| Эбонит | 3-3,5 |
РАСЧЁТ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ С КОНДЕНСАТОРАМИ
Задачи по вариантам
1. По условию задания вычертить расчетную схему;
2. Определить заряд одного из конденсаторов;
3. Определить емкость конденсаторной батареи.
Рис. 1 Схема соединения конденсаторов
Таблица 2
| Вари-ант | U | C1 | C2 | C3 | C4 | C5 | C6 | C7 | C8 |
| В | мкФ | мкФ | мкФ | мкФ | мкФ | мкФ | мкФ | мкФ | |
| 1. | ----- | ----- | ----- | ||||||
| 2. | ----- | ----- | ----- | ||||||
| 3. | ----- | ----- | ----- | ||||||
| 4. | ----- | ----- | ----- | ||||||
| 5. | ----- | ----- | ----- | ||||||
| 6. | ----- | ----- | ----- | ||||||
| 7. | ----- | ----- | ----- | ||||||
| 8. | ----- | ----- | ----- | ||||||
| 9. | ----- | ----- | ----- | ||||||
| 10. | ----- | ----- | ----- | ||||||
| 11. | ----- | ----- | ----- | ||||||
| 12. | ----- | ----- | ----- | ||||||
| 13. | ----- | ----- | ----- | ||||||
| 14. | ----- | ----- | ----- | ||||||
| 15. | ----- | ----- | ----- |
РАСЧЁТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Задача № 1
Источник напряжения имеет ЭДС Е=4,5 В и ток короткого замыкания Iк= 3,6 А. Определить падение напряжения на источнике U0 и ток нагрузки I, если к источнику подключить резистор сопротивлением R=5 Ом.
Задача № 2
В электрической цепи с сопротивлениями R1=8 Ом, R2=12 Ом, R3=24 Ом, R4=6 Ом напряжение питания U=60 B. Определить эквивалентное сопротивление R, общий ток I и мощность всей цепи P. Определить ток и напряжение каждого участка Ii, Ui.
Задача № 3
Напряжение на зажимах источника при холостом ходе Uх=250 В. Напряжение на тех же зажимах при нагруженном источнике U=242 В. Внутреннее сопротивление источника r =2,5 Ом. Определить ток I, сопротивление нагрузки R и мощность, отдаваемую источником Pист.
Задача № 4
| R 1 |
| R 2 |
| R 3 |
| R 4 |
В электрической цепи с сопротивлениями R1=14 Ом, R2=20 Ом, R3=80 Ом, R4=10 Ом напряжение питания U=120 B. Определить эквивалентное сопротивление R, силу тока I и общую мощность всей цепи P. Определить силу тока Ii и падение напряжения Ui на каждом резисторе, а также мощность Рi каждого резистора и мощность Р всей цепи.
Перечень типовых экзаменационных заданий (для подготовки)
1.Определить силу, с которой действует электрическое поле, имеющее напряженность Е=1,4В/м, на заряд Q=4·10-6 Кл.
2. Два заряда Q1 и Q2 находящиеся на расстоянии r =25см в воздухе, взаимодействуют с силой F=0,1Н. Определить заряд Q2, если Q1=1.5·10-6Кл.
3. Определить емкость конденсатора, если он был заряжен до напряжения U=250В. При этом заряд конденсатора Q=10-4Кл.
4. Три конденсатора одинаковой емкости С1=С2=С3=12мкФ соединены последовательно. Определить их эквивалентную емкость.
5. Три конденсатора емкостями С1=47пФ, С2=18пФ, С3=75пФ соединены параллельно, и к ним последовательно подключен конденсатор С4=75пФ. Определить общую емкость цепи и эквивалентную емкость конденсаторов, если конденсатор С4 подсоединить параллельно.
6. Через поперечное сечение проводника S=2,5мм2 за время t =0,04с прошел заряд Q=20·10-3Кл. Определить плотность тока в проводнике.
7.Определить сопротивление провода, имеющего длину l=150м и диаметр d=0,2мм, выполненного из константана.
8.Определить сопротивление резистора и напряжение, подведенное к нему, если потребляемый ток I=3,5А, а количество теплоты, выделившееся на резисторе в течение 1ч, Q=81,65ккал.
9. Определить время, необходимое для зарядки аккумулятора с внутренним сопротивлением r =10 Ом, если напряжение, подводимое к батарее U=24В, а энергия W=0,37кВт ч.
10. Определить эквивалентное сопротивление электрической цепи, представленной на рис.1, если R1=2,5 Ом, R2=6 Ом, R3=2 Ом, R4=1,5 Ом, R5=3 Ом.
11. К источнику постоянного тока с ЭДС Е=1,5В и внутренним сопротивлением r =2,5Ом подключен резистор сопротивлением R=10 Ом. Определить ток в цепи и падение напряжения на источнике.
12. К источнику постоянного тока с ЭДС Е =125В подключены последовательно три резистора сопротивлением R1=100 Ом, R=30 Ом, R3=120 Ом. Определить ток в цепи, падение напряжения и мощность на каждом резисторе. Внутренним сопротивлением источника пренебречь.
13. К источнику с напряжением U=300В подключены параллельно четыре лампы накаливания с сопротивлениями R1=R2=1200 Ом, R3=500 Ом, R4=750 Ом. Определить общее сопротивление и проводимость цепи, токи в лампах и общую потребляемую мощность.
14. Три источника постоянного тока, имеющие ЭДС Е = 4,5 В каждый с внутренним сопротивлением по r =0,6 Ом, включены параллельно и нагружены на резистор сопротивлением R=2,4 Ом. Определить ток нагрузки и падение напряжения на зажимах батареи.
15. В электрической цепи, представленной на рис.2, определить токи во всех ветвях и падения напряжения на зажимах источников, если Е1=36В, Е2=27В, r =3,5 Ом, r =1 Ом, R1=8,5 Ом, R3=6 Ом.
16. В однородное магнитное поле с индукцией В=1,4Тл внесена прямоугольная рамка площадью S=150см2 перпендикулярно линиям магнитного поля. Определить магнитный поток, пронизывающий эту рамку.
17.Прямолинейный проводник длиной l=0,3м, по которому проходит ток I=12А, помещен в однородное магнитное поле с магнитной индукцией В=0,5Тл. Определить силу, действующую на проводник, если он расположен: а)перпендикулярно линиям поля, б) вдоль линий поля.
19.По кольцевому проводнику проходит ток I=12А. Определить напряженность магнитного поля в его центре, если диаметр кольца d=25мм.
21.Два проводника, по которым проходят токи I1=60А и I2=48А, расположены параллельно друг другу. Определить минимальное расстояние между ними при условии, что сила их взаимодействия не должна превышать 0.1Н. Длина каждого из проводников l=75см.
22. В катушке индуктивностью L=0,08мГн ток равномерно изменился в течении времени t =0,015с от 11 до 2А. Определить наведенную ЭДС.
23. На зажимах катушки при линейном изменении тока ΔI=5А появилась ЭДС Е=1,6В. Время изменения тока в катушке Δt=0,02с. Определить индуктивность катушки.
25. Энергия, запасенная в катушке, W=5,2Дж. Определить ток в катушке, если ее индуктивность L=0,3Гн.
26. Определить период сигнала, если частота переменного тока f=400Гц; 25кГц; 2кГц; 40кГц; 1250Гц.
27. Угловая частота переменного тока ω=3140; 942; 12 560; 5024; 94 200; 10 048 1/с. Определить частоту и период сигнала.
29.Действующее значение переменного тока в цепи I=10,5А при частоте f =1200Гц. Определить его амплитудное значение, период и угловую частоту.
30.Мгновенное значение тока i =16sin157t А, определите амплитудное и действующее значение этого тока и его период.
31.В цепь переменного тока включен резистор. Действующие значения тока и напряжения на нем I=350мА и U=42В. Определить сопротивление резистора, выделившуюся на нем мощность, а также амплитудное значение тока.
32. Действующие значения тока и напряжения на резисторе I=125мА и U=250В. Частота изменения сигнала f =400Гц, начальная фаза тока ψi = - π/6.Записать выражения для мгновенных значений тока, напряжения и мощности. Определить сопротивление резистора и выделившуюся на нем мощность.
33.К катушке индуктивности приложено напряжение переменного тока частотой f =100Гц и действующим значением напряжения U=50В при максимальном значении тока Im=2,5А. Определить индуктивность катушки (активным сопротивлением катушки пренебречь)
34. По катушке с индуктивностью L=200мГц и сопротивлением R=85 Ом проходит переменный ток i =1,7sin826t А. Определить амплитудное, действующее значения и записать выражение мгновенного значения напряжения на катушке.