Автор работы: Пользователь скрыл имя, 11 Декабря 2011 в 17:31, контрольная работа
Найти силу действующую на заряд 2,0 нКл, если он помещен на расстояние 2,0 см от бесконечно длинной заряженной нити с линейной плотностью заряда 0,10 мкКл/м. Система находится в масле.
Задача № 1.26………………………………………………..3
Задача № 2.11…………………………………………..……5
Задача № 3.21…………………………………………..……6
Задача № 4.26…………………………………………..……7
Задача № 5.15……………………………………………..…9
Задача № 6.7…………………………………………….…11
Задача № 8.26……………………………………………….12
Задача № 9.26……………………………………………….13
Задача № 11.13……………………………………………….13
Задача № 13.35……………………………………………….13
Задача № 14.8……………………………………………….13
Задача № 16.19……………………………………………….13
Задача № 17.7……………………………………………….13
Задача № 18.21……………………………………………….13
Задача № 19.22……………………………………………….13
Задача № 21.16……………………………………………….13
Литература…………………………………………………14
МИНИСТЕРСТВО
РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
институт
Зачётная книжка №
Контрольная работа №
по курсу
«Физика»
Слушателя курса,
учебной группы №
факультета
заочного обучения
2010
Содержание
Задача 1.26
Найти
силу действующую на заряд 2,0 нКл, если
он помещен на расстояние 2,0 см от бесконечно
длинной заряженной нити с линейной плотностью
заряда 0,10 мкКл/м. Система находится в
масле.
| Дано:
мкКл/м= Кл/м см= м Ф/м
нКл= Кл |
Решение:
Напряженность поля, создаваемого бесконечно длинной заряженной нитью, равна: , где: |
| Найти: |
- линейная плотность заряда;
- диэлектрическая проницаемость вещества;
- расстояние от нити.
Сила, действующая на заряд равна:
Значит:
Проводим анализ размерности:
Проводим расчет:
Н=0,82 мкН
Ответ:
0,82 мкН
Задача 2.11
Бесконечно
длинный тонкостенный металлический цилиндр
радиуса R несет равномерно распределенный
по его поверхности заряд с поверхностной
плотностью
. Определить напряженность поля в
точках, отстоящих от оси цилиндра на расстояние
r1 (r1<R) и r2
(r2>R).
| Дано:
r1 (r1 < R) и r2 (r2>R) |
Решение.
Эта задача имеет осевую симметрию. Из соображений симметрии электрическое поле должно быть направлено по радиусу. Поэтому для применения теоремы Гаусса целесообразно выбрать замкнутую поверхность S в виде соосного цилиндра некоторого радиуса r и длины l, закрытого с обоих торцов |
| Найти:
|
При r ≥ R весь поток вектора напряженности будет проходить через боковую поверхность цилиндра, площадь которой равна 2πrl, так как поток через оба основания равен нулю. Применение теоремы Гаусса дает:
где τ – заряд единицы длины цилиндра. Отсюда:
Пусть - единица длины цилиндра, тогда заряд равен:
Значит:
Проверяем размерность:
Для определения напряженности поля внутри заряженного цилиндра нужно построить замкнутую поверхность для случая r < R. В силу симметрии задачи поток вектора напряженности через боковую поверхность гауссова цилиндра должен быть и в этом случае равен Φ = E2πrl. Согласно теореме Гаусса, этот поток пропорционален заряду, оказавшемуся внутри замкнутой поверхности. Этот заряд равен нулю. Отсюда следует, что электрическое поле внутри однородно заряженного длинного полого цилиндра равно нулю. Значит:
Ответ:
Задача 3.21
Электростатическое
поле создается бесконечным цилиндром
радиуса 10 мм, который несет на себе равномерно
распределенный заряд с линейной плотностью
15 нКл/м. Определить разность потенциалов
между двумя точками этого поля, отстоящими
на расстояние 5,0 мм и 15 мм от поверхности
цилиндра.
| Дано:
мм = 0,01м нКл/м= Кл/м мм = 0,005м мм = 0,01м |
Решение.
Потенциал поля вне заряженного цилиндра равен:
- линейная плотность заряда; - радиус цилиндра; - расстояние от поверхности цилиндра. |
| Найти:
|
Разность потенциалов
между двумя точками равна:
Проводим расчет:
Ответ:
Задача 4.26
Определить
работу, совершаемую при раздвигании обкладок
плоского конденсатора площадью 100 см2
каждая на расстояние 1,5 см, при условии,
что его заряд равен 0,40 мкКл.
| Дано:
см=0,015 м см2=0,01м2 мкКл = Кл Ф/м |
Решение.
Ёмкость плоского конденсатора равна: , где: - площадь обкладок; - расстояние между обкладками. |
| Найти:
|
Энергия заряженного конденсатора равна:
Работа, совершаемая при раздвигании обкладок равна по закону сохранения энергии:
Проводим расчет:
Дж=14 мДж
Ответ:
14 мДж
Задача 5.15
Медная
и алюминиевая проволоки имеют одинаковую
длину L и одинаковое сопротивление R. Во
сколько раз медная проволока тяжелее
алюминиевой?
| Дано:
кг/м3 кг/м3 Ом м
Ом
м |
Решение.
Сопротивление проводника равно: , где:
- удельное сопротивление - длина проводника; - площадь поперечного сечения. |
| Найти:
|
Значит:
Проводим расчет:
Ответ:
Задача 6.7
Три источника с ЭДС =12 В, =6,0 В, =3,0 В с внутренним сопротивлением =0,30 Ом, =0,20 Ом, =0,10 Ом соединены с тремя резисторами по схеме:
Определить напряжение на резисторах, если =10 Ом, = 5,0 Ом, =2,0 Ом.
| Дано:
=12 В =6,0 В =3,0 В =0,30 Ом =0,20 Ом =0,10 Ом =10 Ом = 5,0 Ом =2,0 Ом |
Решение. Для
определения неизвестных
|
| Найти:
|
Подставляем числовые значения:
Решая систему уравнений, получим:
Отрицательное значение показывает, что ток направлен противоположно показанному на рисунке.
Определяем напряжения на сопротивлениях:
Ответ:
Задача 8.26
Определить количество меди, выделившейся на электродах из раствора медного купороса (CuS04) в течении 3,0 ч. при протекании через электролит тока силой 5,0 А.