Контрольная и Лабораторные работы 1-2 по дисциплине: Физика (Часть 2). Вариант №1

Контрольная работа
Вариант No1

Вариант 1.
1.Радиус-вектор материальной  точки изменяется со временем по закону: r ⃗=5ti ⃗+2t^3 j ⃗-3t^2 k ⃗,м, где векторы i ⃗,j ⃗,k ⃗ являются ортами декартовой системы координат. Какую работу совершила равнодействующая сила за вторую секунду движения, если масса материальной точки составляет 0,1 кг?

2.Шар массой 1 кг и радиусом 0,1 м находится на вершине пологой горки высотой 0,5 м. Шар без начальной скорости скатывается с горки и на горизонтальном участке пути сталкивается с покоящимся шаром массой 2 кг и радиусом 0,1 м. Удар абсолютно упругий, прямой, центральный. Какую скорость приобретет второй шар после удара? Потерями на трение пренебречь.

3.Две концентрические непроводящие сферы радиусами R и 2Rзаряжены с поверхностной плотностью зарядов 1 и 2 соответственно. Найти силу (модуль и направление), действующую на электрон, находящийся в точке r1 = 3R от центра. Какая работа будет совершена при перемещении электрона из этой точки в точку r2 = 4R? Принять R = 0,1 м, 1 = 5 нКл/м2, 2= 5 нКл/м2.

4.В изображённой на рис.1 электрической цепи, каждый резистор может поглощать максимальную тепловую мощность 10 Вт. Сопротивление резисторов R1= 100 Ом, R2= 200 Ом, R3= 20 Ом. Каково максимальное значение силы тока I, который можно пропустить по данной цепи, при котором ни один из резисторов не будет повреждён?

5.Бесконечно длинный провод с током I=100 А изогнут так, как это показано на рисунке 2 . В плоскости, в которой лежит изогнутый провод, пролетает электрон по направлению к точке О со скоростью ν =105 м/с. Определить величину и направление силы Лоренца, действующую на электрон, в точке О, если расстояние d=5 см.

6.В магнитном поле с индукцией, изменяющейся со скоростью 2 млТл/с, находится соленоид. Ось соленоида с вектором магнитной индукции составляет угол α=30°. Диаметр витков соленоида составляет 10 см, а их число - 100. Сопротивление соленоида 20 Ом. Определить выделившуюся на соленоиде теплоту за время t=5 с.

7.На вертикальной пружине закреплена горизонтальная платформа массой 700 г. Платформу вывели из положения равновесия и в системе возникли колебания с частотой 5,5 Гц. Записать уравнение колебаний, которые возникнут в системе, если на платформу положить груз массой 600 г, отвести платформу из положения равновесия на 6 см и плавно отпустить. Построить график скорости платформы за время, равное двум периодам колебаний.

8.Материальная точка участвует одновременно в трех колебаниях, происходящих по одной прямой и выраженных уравнениями:
X1 = 3 Cost, см.
X2= 3 Cos( t + π / 3 ), см.
X3= 3 Sin( t + 7 π / 6 ), см.
Постройте векторную диаграмму сложения заданных колебаний и запишите уравнение результирующего колебания с числовыми коэффициентами.

=============================================
=============================================

Лабораторная работа 1

Цель работы

1) Исследовать электростатическое поле
2) Графически изобразить сечение эквипотенциальных поверхностей и силовые линии для двух конфигураций поля.
3) Оценить величину напряженности электрического поля в трех точках
4) Определить направление силовых линий

------------------------------------------------------------------------------

Экспериментальные результаты
Вариант расположения электродов 1.
Таблица 1. Результаты эксперимента для варианта 1
Потенциал, В Координаты точек
 No1 No2 No3 No4 No5 No6 No7
 X, см Y, см X, см Y, см X, см Y, см X, см Y, см X, см Y, см X, см Y, см X, см Y, см
2 20 6,8 19 6,48 18 6,83 17,5 7,88 17,8 8,96 19 9,52 20 9,21
3 20 6 18 6 17 7,12 16,8 8 17,1 9 18 9,96 20 10
4 20 4,1 17 4,7 16 5,83 15,3 7,52 15,8 9,92 18 11,8 20 12
5 10 0 10 3 10 5,96 10 9 10 12 10 14 10 16
6 0 4,15 3 4,71 4,2 6 4,7 8 3,55 10,8 1,96 11,8 0 11,8
7 0 6 2 6 2,9 7 2,9 9 2 10 0,9 10,2 0 10
8 0 6,8 1 6,48 2,2 7 2,5 8 2,13 9 1 9,5 0 9,17

Номер варианта/ точка 1
А (4,6)
В (9,6)
С (15,6)

------------------------------------------------------------------------------

Вариант расположения электродов 2.
Таблица 2. Результаты эксперимента для варианта 2
Потенциал, В Координаты точек
 No1 No2 No3 No4 No5 No6 No7
 X, см Y, см X, см Y, см X, см Y, см X, см Y, см X, см Y, см X, см Y, см X, см Y, см
2 1,23 0 1,23 2,9 1,21 5,4 1,21 8 1,21 10,7 1,23 13,4 1,23 16
3 3,3 0 3,23 2,96 3,21 5,9 3,21 7,94 3,21 10,9 3,25 13,3 3,3 16
4 8,63 0 8,25 2,84 7,98 5,63 7,96 8 8 10,8 8,25 13,4 8,58 16
5 19,8 1,24 16,5 2,78 14,5 5,24 13,9 7,8 14,6 10,9 16,5 13,3 19,9 14,7
6 19,9 5,27 18 5,4 16,7 6,53 16,3 7,98 17 9,82 18,4 10,7 19,9 10,7
7 20 6,47 18,7 6,22 17,8 6,7 17,2 7,92 17,7 9,18 19 9,82 19,9 9,55
8 20 7,1 19,1 6,67 18,1 7,1 17,7 8 18,1 8,92 19 9,33 20 8,92

Номер варианта/ точка 1
А (4,6)
В (9,6)
С (15,6)

------------------------------------------------------------------------------

Контрольные вопросы
1. Дайте определение электростатического поля. Сформулируйте основное свойство электрического поля, отличающее его от других полей.
2. Напряженность электрического поля: определение, формула расчета для точечного заряда, принцип суперпозиции, силовые линии, их свойства.
3. Потенциал электростатического поля: определение, разность потенциалов, принцип суперпозиции, эквипотенциальные поверхности.
4. Взаимосвязь напряженности и потенциала. Взаимное расположение силовых линий и эквипотенциальных поверхностей.
5. Оцените величину силы, действующей на электрон, помещенный в точку B в обоих случаях расположения электродов. Как направлена сила?
6. Рассчитайте работу по перемещению электрона между точками A и C в исследуемом поле. Какими силами совершается работа в первом и во втором случае?
7. Могут ли пересекаться эквипотенциальные поверхности? Ответ аргументировать.

=============================================

Лабораторная работа No2

Цель работы

1. Ознакомиться с законами движения заряженных частиц в электрическом и магнитном полях.
2. Определить удельный заряд электрона с помощью цилиндрического магнетрона.

Экспериментальные результаты
Вариант 1
Ua 18

------------------------------------------------------------------------------

Контрольные вопросы
1. Опишите действие электрических сил на электрон в магнетроне.
2. Опишите действие магнитных сил на электроны в магнетроне.
3. Изобразите направление электрического и магнитного полей в магнетроне в случае движения электронов по траекториям, изображенным на рис.5
4. Запишите второй закон Ньютона для электрона в магнетроне. Укажите направление действующих на электрон сил.
5. Выведите формулу (8) для определения удельного заряда электрона.
6. Полагая катод заряженной нитью диаметром 1 мм, оцените величину напряженности электрического поля вблизи катода (Используйте данные в лабораторной работе радиус анода, анодное напряжение).

=============================================

Проверил(а): Моргачев Юрий Вячеславович
Оценка: Зачет
Дата оценки: 04.07.2023г.

Помогу с вашим вариантом, другой работой, дисциплиной или онлайн-тестом.
E-mail: sneroy20@gmail.com
E-mail: ego178@mail.ru