Контрольная работа по дисциплине: Физика (Часть 1). Вариант 4

Вариант 4.

Часть 1.
1. Человек массой 70 кг, бегущий со скоростью 9 км/ч, догоняет тележку массой 190 кг, движущуюся со скоростью 3,6 км/ч, и вскакивает на неё. С какой скоростью станет двигаться тележка с человеком? С какой скоростью будет двигаться тележка с человеком, если человек до прыжка бежал навстречу тележке?

2. Шар массой 3 кг движется со скоростью 2 м/с и сталкивается с покоящимся шаром массой 5 кг. Какая работа будет совершена при деформации шаров? Удар считать абсолютно неупругим, прямым, центральным.

3. Вычислите отношение релятивистского импульса электрона с кинетической энергией 1,53 МэВ к его комптоновскому импульсу.

4. Два одинаково заряженных шарика подвешены в одной точке на нитях одинаковой длины. При этом нити разошлись на некоторый угол. Шарики погружают в масло. Какова плотность масла, если угол расхождения нитей при погружении в масло остается неизменным? Плотность материала шариков 1500 кг/м3, диэлектрическая проницаемость масла 2,2.

5. На двух концентрических сферах радиусами R и 2R (см. рисунок 4.5) равномерно распределены заряды с поверхностными плотностями у1 и у2. Постройте сквозной график зависимости напряжённости электрического поля от расстояния до общего центра сфер Е(r) для трёх областей: I – внутри сферы меньшего радиуса, II – между сферами и III – за пределами сферы большего радиуса. Принять у1 = -2у, у2 = +у. Вычислите напряжённость электрического поля в точке, удалённой от общего центра сфер на расстояние r, и покажите на рисунке направление вектора напряжённости поля в этой точке. Принять у = 0,1 мкКл/м2, r = 3R.

6. Две параллельные заряженные плоскости, поверхностные плотности заряда которых +2 мкКл/м2 и –0,8 мкКл/м2, находятся на расстоянии 0,6 см друг от друга. Вычислите разность потенциалов между плоскостями.

7. Электрон с энергией 400 эВ (в бесконечности) движется вдоль силовой линии по направлению к поверхности металлической заряженной сферы радиусом 10 см. Вычислите минимальное расстояние, на которое приблизится электрон к поверхности сферы, если её заряд равен –10 нКл.

8. Два конденсатора ёмкостями 2 мкФ и 5 мкФ заряжены до напряжений 100 В и 150 В соответственно. Вычислите напряжение на обкладках конденсаторов после их соединения обкладками, имеющими разноимённые заряды.

Часть 2.
1. При внешнем сопротивлении 8 Ом сила тока в цепи 0,8 А, при сопротивлении 15 Ом сила тока 0,5 А. Вычислите силу тока короткого замыкания источника ЭДС.

2. В проводнике за время 10 с при равномерном возрастании силы тока от 1 А до 2 А выделилось количество теплоты 5 кДж. Вычислите сопротивление проводника.

3. По бесконечно длинному проводу, изогнутому так, как это показано на рисунке 4.3, течёт ток 200 А. Вычислите магнитную индукцию в точке О и покажите её направление на рисунке. Радиус дуги 10 см.

4. Короткая катушка площадью поперечного сечения 250 см2, содержащая 500 витков провода, по которому течет ток 5 А, помещена в однородное магнитное поле напряженностью 1 кА/м. Вычислите магнитный момент катушки и действующий на неё механический момент, если ось катушки составляет угол 30° с линиями поля.

5. Альфа-частица прошла ускоряющую разность потенциалов 300 В и, попав в однородное магнитное поле, стала двигаться по винтовой линии радиусом 1 см и шагом 4 см. Вычислите магнитную индукцию поля.

6. Электрон, пройдя ускоряющую разность потенциалов 1,2 кВ, вошёл в скрещенные под прямым углом однородные магнитное и электрическое поля и при этом скорость его движения не изменилась. Вычислите напряжённость электрического поля, если индукция магнитного поля равна 6 мТл.

7. На длинный картонный каркас диаметром 5 см уложена однослойная обмотка (виток к витку) из проволоки диаметром 0,35 мм. Вычислите магнитный поток, создаваемый таким соленоидом при силе тока 400 мА.

8. Тонкий медный провод массой 5 г согнут в виде квадрата и концы его замкнуты. Квадрат помещён в однородное магнитное поле с индукцией 0,2 Тл так, что его плоскость перпендикулярна линиям поля. Вычислите заряд, который протечёт по проводнику, если квадрат, потянув за противоположные вершины, вытянуть в линию.

Зачет без замечаний!
Дата сдачи: 2022 г.
Преподаватель: Стрельцов Александр Иванович