Физика (часть 1-я). Лабораторная работа №№1-2. Контрольная работа №№1-2. Вариант №0. Экзаменационная работа. Билет №26

Цель работы:
1. Изобразить графически сечение эквипотенциальных поверхностей электростатического поля, созданного заданной конфигурацией электрических зарядов
2. Используя изображение эквипотенциальных поверхностей, построить силовые линии электростатического поля заданной конфигурации зарядов.
3. При помощи полученной картины силовых и эквипотенциальных линий проверить справедливость формулы связи напряжённости электрического поля с его потенциалом.

Задание № 1. Исследование электростатического поля между двумя заряженными электродами одинаковой геометрической формы.
Задание № 2. Исследование электростатического поля между двумя заряженными электродами различной геометрической формы.

Вариант 0
Координаты первой точки: x=8 см, y=3 см;
Координаты второй точки: x=10 см, y=3 см;
Координаты третьей точки: x=12 см, y=3 см.

Цель работы:
1. Ознакомиться с законами движения заряженных частиц в электрическом и магнитном по-лях.
2. Измерить удельный заряд электрона с помощью цилиндрического магнетрона.
Контрольные вопросы

1. Магнитное поле, его основные физические свойства.
2. Основные параметры электрического поля: напряжённость и индукция, связь меж-ду ними.
3. Закон Био – Савара - Лапласа.
4. Принцип суперпозиции для напряжённости и индукции магнитного поля.
5. Графическое изображение магнитных полей. Силовые линии магнитного поля.
6. Действие магнитного поля на движущиеся электрические заряды. Сила Лоренца.
7. Устройство и принцип действия магнетрона. Техническое применение магнетро-нов.
8. Уравнение движения электрона в магнетроне (с выводом).
9. Физический смысл удельного заряда электрона. Вывод формулы для вычисления удельного заряда электрона.


1. Шлюпка длиной 3 м и массой 120 кг стоит на спокойной воде. На носу и корме находятся два рыбака массами 60 кг и 90 кг соответственно. На сколько сдвинется шлюпка относительно воды, если рыбаки поменяются местами?
2. Шар массой 2 кг сталкивается с покоящимся шаром большей массы и при этом теряет 40 % своей кинетической энергии. Вычислите массу большего шара. Удар считать абсолютно упругим, прямым, центральным.
3. Релятивистский протон обладал кинетической энергией, равной энергии покоя. Во сколько раз возрастёт его кинетическая энергия, если его импульс увеличится 2 раза?
4. Расстояние между двумя точечными зарядами 2 нКл и 4 нКл равно 60 см. Найдите положение точки относительно меньшего заряда, в которую нужно поместить пробный заряд так, чтобы система зарядов находилась в равновесии. Вычислите величину пробного заряда и определите его знак. Устойчивое или неустойчивое будет равновесие?
5. На двух коаксиальных бесконечных цилиндрах радиусами R и 2R равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями у1 и у2 (см. рисунок 0.5). Постройте график сквозной зависимости напряжённости электрического поля от расстояния до общей оси цилиндров Е(r) для трёх областей: I – внутри меньшего цилиндра, II – между цилиндрами и III – за пределами большего цилиндра. Здесь: Е - напряжённость электрического поля в точке наблюдения, r – расстояние от оси цилиндров до точки наблюдения. Принять у1 = –у, у2 = 4у. Вычислите напряжённость поля в точке, удалённой от оси цилиндров на расстояние r, и покажите на рисунке направление вектора напряжённости поля в этой точке. Принять у = 30 нКл/м2, r = 4R.
6. Тонкая квадратная рамка равномерно заряжена с линейной плотностью заряда 200 пКл/м. Вычислите потенциал поля в точке пересечения диагоналей.
7. Электрон движется вдоль силовой линии однородного электрического поля. В некоторой точке поля с потенциалом 100 В электрон имел скорость 6 Мм/с. Вычислите потенциал точки поля, дойдя до которой электрон потеряет половину своей скорости.
8. Плоский конденсатор с площадью пластин 200 см2 каждая заряжен до разности потенциалов 2 кВ. Расстояние между пластинами 2 см. Пространство между пластинами конденсатора заполнено стеклом. Вычислите энергию и плотность энергии электрического поля внутри конденсатора.

1. ЭДС батареи 12 В. При токе 4 А КПД батареи равен 60 %. Вычислите внутреннее сопротивление батареи.
2. 2. Сила тока в цепи изменяется со временем по закону I(t) = I0e-at, где I0 = 12 A. Вычислите количество теплоты, которое выделится в проводнике сопротивлением 20 Ом за время, в течение которого ток уменьшится в е раз. Коэффициент б принять равным 2·10-2 с-1.
3. 3. Бесконечно длинный провод с током 50 А изогнут так, как показано на рисунке 0.3. Вычислите магнитную индукцию в точке A, лежащей на биссектрисе прямого угла на расстоянии 10 cм от его вершины и укажите на рисунке её направление.
4. По круговому витку радиусом 5 см течёт ток 20 А. Виток расположен в однородном магнитном поле с индукцией 40 мТл так, что нормаль к плоскости контура составляет угол р/6 рад с вектором магнитной индукции. Вычислите изменение потенциальной энергии контура при его повороте на угол р/2 рад в направлении увеличения угла.
5. 5. Ион, попав в магнитное поле с индукцией 0,01 Тл, стал двигаться по окружности. Вычислите кинетическую энергию иона, если магнитный момент эквивалентного кругового тока равен 1,6·10-14 А·м2.
6. 6. В скрещенные под прямым углом однородное магнитное поле с напряжённостью 1 МА/м и электрическое поле с напряжённостью 50 кВ/м влетел ион. При какой скорости иона он будет двигаться в скрещенных полях прямолинейно? Сделайте рисунок.
7. 7. Вычислите магнитный поток, пронизывающий соленоид, если его длина 50 см и магнитный момент 0,4 А·м2.
8. 8. Кольцо из медного провода массой 10 г помещено в однородное магнитное поле с индукцией 0,5 Тл так, что плоскость кольца составляет угол 60° с линиями магнитной индукции. Вычислите заряд, который пройдёт по кольцу, если магнитное поле выключить.

Билет № 26
1. Кинематика равномерного и неравномерного вращательного движения (физические величины, уравнения движения, графики зависимостей физических величин от времени).
2. Электрический ток. Электрическая цепь, её основные компоненты. Параметры электрической цепи и условия протекания тока в ней.
3. В магнитном поле с индукцией 100 мкТл электрон движется по спирали с шагом 20 см и радиусом 5 см. Вычислите скорость электрона.

Все работы приняты Стрельцовым Александром Ивановичем. Все имеющиеся замечания указаны в работах и соответственно исправлены другим цветом по требованиям преподавателя.
Экзаменационная работа выполнена на оценку "хорошо"