Задачи контрольной работы № 2

Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования «Академия гражданской защиты Министерства Российской Федерации по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий»

Кафедра физики

Методические указания по выполнению контрольной работы

Вопросы к экзамену (2 курс)

Химки – 2018

Студенту заочного обучения для успешного освоения курса «Физика» необходимо:

· выполнить и отчитаться по лабораторным работам с использованием методических указаний по выполнению лабораторных работ, конспекта лекций и учебных пособий;

· выполнить контрольную работу;

· сдать экзамен.

Контрольная работа выполняется после установочной сессии и направляется в академию в сроки, предусмотренные графиком учебного процесса. Преподаватель кафедры физики проверяет контрольную работу и дает на нее рецензию.

Рецензия на контрольную работу предъявляется преподавателю на экзамене.

Студенты, не выполнившие контрольную работу, не допускаются к сдаче экзамена.

Выбор варианта контрольной работы осуществляется по таблице 1. Вариант задания определяется по последним двум цифрам зачетной книжки.

Таблица 1.

Номера задач		Последняя цифра номера зачетной книжки
		0		1		2		3		4		5		6		7		8		9
П р е д п о с л е д н я я    ц  и  ф  р а   н о м е р а   з а ч е т н о й   к н и ж к и	0	10 14 22 37 42 60		9 15 21 38 41 59		4 20 26 31 48 54		5 16 27 32 49 55		3 17 28 33 50 53		2 18 29 40 47 52		1 19 30 39 46 51		8 11 25 34 43 58		7 12 24 35 44 57		6 13 23 36 45 56
	1	1 17 22 39 50 54		2 18 23 40 48 55		3 19 30 37 47 52		4 20 29 36 46 51		6 15 24 33 43 58		7 14 25 34 42 59		8 13 26 35 41 60		9 12 27 32 45 57		10 11 28 31 44 56		5 16 21 38 49 53
	2	2 19 30 36 47 51		1 20 28 37 48 52		5 17 27 38 49 53		4 16 26 39 50 54		9 19 23 31 45 56		10 14 22 32 44 57		6 15 21 33 43 58		7 12 25 34 42 59		8 11 24 35 41 60		3 18 29 40 46 55
	3	3 13 30 38 47 53		4 20 27 37 48 54		5 19 26 36 49 55		10 14 23 33 41 60		9 15 24 32 42 59		8 16 25 31 43 58		7 17 22 35 44 57		6 18 21 34 45 56		1 11 28 39 50 51		2 12 29 40 46 52
	4	4 20 26 37 42 52		5 18 27 38 43 51		2 17 28 39 50 55		1 16 29 40 49 54		8 13 21 35 44 59		9 12 22 34 45 60		10 11 23 33 46 56		7 15 24 32 47 53		6 14 25 31 48 57		3 19 30 36 41 58
	5	5 12 28 32 41 59	8 20 27 33 42 58		7 13 30 34 43 53		6 14 26 40 44 54		4 16 24 35 46 55		3 17 25 36 47 52		2 15 23 37 48 51		10 18 22 38 49 56		1 19 21 39 45 57		9 11 29 31 50 60
	6	6 14 25 37 49 58	4 19 30 39 48 59		3 17 29 40 47 54		1 18 28 34 50 53		5 16 26 33 46 52		2 20 21 31 42 51		7 15 22 32 41 55		10 13 24 38 43 60		8 12 23 36 45 56		9 11 27 35 44 57
	7	7 15 26 31 42 55	10 17 27 38 41 58		5 18 21 39 46 56		2 20 22 34 47 54		1 19 30 37 48 53		3 13 23 40 49 52		9 12 24 33 50 60		4 11 29 36 45 51		8 16 28 35 44 59		6 14 25 32 43 57
	8	8 18 25 38 43 56	9 15 22 39 42 54		4 20 28 31 49 53		3 11 30 32 48 51		2 12 29 40 47 55		1 13 27 33 50 52		5 14 26 34 46 57		10 19 24 36 44 60		6 17 23 37 45 58		7 16 21 35 41 59
	9	9 13 23 31 45 57	8 12 24 35 44 60		3 17 26 40 49 55		4 18 27 39 50 59		5 19 28 38 47 51		2 20 29 37 48 53		1 16 30 36 46 52		6 11 25 34 41 54		7 15 21 33 42 58		10 14 22 32 43 56

Выполнение контрольной работы

Контрольную работу следует выполнять в отдельной тетради. Титульный лист оформляется по образцу:

ФГБВОУВО «Академия гражданской защиты МЧС России»

__________________________________________________________________________

КАФЕДРА ФИЗИКИ

Дисциплина: Физика

Контрольная работа № 2

Зачетная книжка № _____

Вариант № ______

Отметка о сдаче работы                                      _____________________

                                                                                (Ф.И.О. преподавателя)

«___» __________ 20г.

Оценка работы ___________________

Химки 20 г.

Контрольную работу следует выполнять синими или черными чернилами, разборчивым почерком, условия задач переписывать без сокращений, их решения сопровождать пояснениями; ответы на вопросы должны быть четкими. При оформлении работы необходимо оставлять поля для замечаний рецензента.

При решении задач целесообразно руководствоваться следующими методическими указаниями:

1. Ознакомившись с условиями задачи, сделать краткую запись условия, выразить все данные в СИ, выполнить чертеж.

2. Установить законы и правила, необходимые для решения задачи, решить ее в общем виде.

3. Произвести вычисления и указать единицу измерения искомой величины, проверив правильность ее размерности.

Задачи контрольной работы № 2

1. Расстояние между двумя точечными зарядами 6 нКл и 10 нКл равно 0.4м. Вычислите напряженность электростатического поля в точке лежащей посередине между зарядами.

2. В вертикальном однородном электрическом поле находится в равновесии пылинка массой 2×10^{-7 г. Заряд пылинки равен 3.}2×10^-11 Кл. Определите напряженность электрического поля. Ускорение свободного падения считайте равным 10 м/с².

3. Расстояние между точечными зарядами ‑q и +9q равно 0,08 м. На каком расстоянии от первого заряда находится точка, в которой напряженность результирующего электростатического поля равна нулю?

4. Между двумя параллельными горизонтальными пластинками (разность потенциалов между ними 0,7 кВ) висит капелька нефти, объем которой 3,5^.10^{-9 м3}. Расстояние между пластинами 0,4 см. Определите заряд капли. Плотность нефти 800 кг/м³. g=10 м/с².

5. Очень длинная прямая проволока несет заряд, равномерно распределённый по всей ее длине. Вычислите линейную плотность заряда на проволоке, если напряженность поля на расстоянии 0,5м от неё напротив её середины 200В/м.

6. Какого радиуса должен быть шар, чтобы его можно было зарядить в воздухе до потенциала 1 МВ, если при напряженности электростатического поля 2^.10⁶ В/м заряд начинает стекать с шара?

7. Два точечных заряда +5q и ‑2q находятся на расстоянии 10 см друг от друга. В какой точке линии, проходящей через эти заряды, потенциал электрического поля равен нулю.

8. Заряды 3 нКл и ‑4 нКл находятся в двух противоположных вершинах квадрата со стороной 0.2м. Найдите потенциал электростатического поля в точке, которая является третьей вершиной квадрата.

9. Электрическая емкость двух металлических шаров 10 и 20 пФ. Заряды на них 18 и 30 нКл соответственно. Какой заряд перейдет с одного шара на другой, если их соединить проволокой?

10. Два точечных заряда 6×10^-9 Кл и 3×10^-8 Кл находятся на расстоянии 40см. Какую работу нужно совершить, чтобы сблизить их до расстояния 25 см?

11. Определите плотность тока, если известно, что за 0,4 с через поперечное сечение проводника равное 1,2мм² прошло 6×10¹⁸ электронов.

12. Определите массу неизолированного медного проводника, имеющего сопротивление 2,91 Ом и длину 1 км. Удельное сопротивление меди 0,017 Ом×мм²/м, плотность меди 8,9 г/см³.

13. Вольфрамовая нить электрической лампы накаливания имеет сопротивление 484 Ом при температуре 2100°С. Определите сопротивление нити в холодном состоянии при 20°С. Температурный коэффициент электрического сопротивления для вольфрама равен0,005 К^-1.

14. Через стальной проводник длиной 50 см проходит ток 5 А. Разность потенциалов на концах проводника 1,2 В. Определите диаметр проводника. Удельное сопротивление стали равно 0,15 Ом×мм²/м.

15. Электрический кипятильник рассчитан на напряжение 220 В. Какой длины необходимо взять нихромовый провод для изготовления нагревательного элемента кипятильника, если допустимая плотность тока 10,2 А/мм², а удельное сопротивление нихрома при работе кипятильника 1,3×10^-6 Ом×м?

16. Определите сопротивление цепи, состоящей из электрической лампочки сопротивлением 9,5 Ом, реостата сопротивлением 12 Ом и медных проводов длиной 4 м и сечением 0,68 мм², соединенных последовательно. Нарисуйте схему соединения.

17. Как нужно соединить четыре резистора, сопротивления которых 1, 2, 3 и 4 Ом, чтобы получить общее сопротивление 2,5 Ом? Дайте схему соединения.

18. При замыкании источника тока проводником с сопротивлением 1,8 Ом сила тока в цепи была 0,7 А. Если источник тока замкнуть проводником сопротивлением 23 Ом, то сила тока уменьшится до 0,56 А. Определите ЭДС и внутреннее сопротивление источника.

19. Сколько параллельно включенных электрических ламп, рассчитанных на напряжение 110В, может питать батарея аккумуляторов с ЭДС 130 В и внутренним сопротивлением 2,6 Ом, если сопротивление каждой лампы 200 Ом, а сопротивление подводящих проводов 0,4 Ом ?

20. Три одинаковых элемента, соединенных последовательно и замкнутых проводником сопротивления 1,5 Ом, дали ток 2А. При параллельном соединении этих элементов в том же проводнике возникает ток 0,9 А. Найдите ЭДС и внутреннее сопротивление каждого элемента. Дайте схему соединения.

21. По обмотке очень короткой катушки радиусом 20 см течет ток 1 А. Сколько витков проволоки намотано на катушку, если напряженность магнитного поля в ее центре равна 800А/м?

22. Расстояние между двумя длинными параллельными проводами равно 5 см. По проводам в одном направлении текут одинаковые токи по 5 А каждый. Найдите индукцию магнитного поля в точке, находящейся на расстоянии 4 см от одного и 3 см от другого провода.

23. По двум параллельным проводникам, расстояние между которыми 10 см, текут в противоположных направлениях токи по 3 А каждый. Определите магнитную индукцию поля в точке, расстояние которой от обоих проводников одинаково и равно 10 см.

24. Бесконечно длинный провод согнут под прямым углом. По проводу течет ток 1 А. Вычислите магнитную индукцию в точках, лежащих на биссектрисе угла и удаленных от вершины угла на 10 см.

25. По контуру в виде квадрата течет ток 3 А. Длина стороны квадрата 10 см. Вычислите магнитную индукцию в точке пересечения диагоналей квадрата.

26. По тонкому проводу, изогнутому в виде прямоугольника течет ток 2 А. Длины сторон прямоугольника равны 30 см и 40 см. Определите магнитную индукцию в точке пересечения диагоналей.

27. По тонкому проводящему кольцу диаметром 20 см течет ток 5 А. Определите магнитную индукцию в точке, равноудаленной от всех точек кольца на расстояние 15 см.

28. Электрон движется в магнитном поле с индукцией 0,02 Тл по окружности радиусом 2 см. Определите кинетическую энергию электрона.

29. Протон, прошедший ускоряющую разность потенциалов 600 В влетел в однородное магнитное поле с индукцией 0,3 Тл и начал двигаться по окружности. Вычислите ее радиус.

30. В однородном магнитном поле с индукцией 0,2 Тл находится прямой проводник длиной 15 см, по которому течет ток 5 А. На проводник действует сила 0,13 Н. Определите угол между направлением тока и вектором магнитной индукции.

31. Кольцо, сделанное из тонкого провода и имеющее радиус 10 см, помещено в однородное магнитное поле с индукцией 0,02 Тл. Плоскость кольца образует угол 30° с силовыми линиями магнитного поля. Определите величину магнитного потока, пронизывающего кольцо.

32. В однородном магнитном поле с индукцией 3 Тл перемещается перпендикулярно силовым линиям прямолинейный проводник длиной 25 см со скоростью 2 м/с. Определите величину разности потенциалов, возникающей на концах проводника?

33. Определите ЭДС индукции, возникающую на концах крыльев самолета, летящего горизонтально со скоростью 950 км/ч, если известно, что размах крыльев равен 12,5 м, а вертикальная составляющая вектора магнитной индукции Земли равна 5×10^-5 Тл.

34. Как изменится магнитный поток, который пронизывает каждый виток катушки, имеющей 1000 витков, если при равномерном нарастании магнитного поля за время 0,1 с индуцируется ЭДС 10 В?

35. В однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл расположен плоский проволочный виток так, что его плоскость перпендикулярна к линиям индукции. Виток замкнут на гальванометр. Полный заряд, прошедший через гальванометр при повороте витка равен 9,5×10^-6 Кл. На какой угол повернули виток? Площадь витка 3,8 см², сопротивление витка 2 Ом.

36. Соленоид диаметром 4 см, имеющий 500 витков, помещен в магнитное поле, индукция которого изменяется со скоростью 1 мТл/с. Ось соленоида составляет с вектором магнитной индукции угол 45⁰. Определите ЭДС индукции, возникающей в соленоиде.

37. Сколько витков провода нужно навить на картонный цилиндр длиной 60 см и диаметром 5 см, чтобы получить катушку индуктивностью 6×10^-3 Гн?

38. Найдите ЭДС индукции, возникающую в оси железнодорожного вагона, при скорости движения 120 км/ч. Вертикальная составляющая напряженности магнитного поля Земли равна 40 А/м. Длина оси L = 1,7 м.

39. В однородном магнитном поле, индукция которого 0,8 Тл, равномерно вращается прямоугольная рамка с угловой скоростью 15 рад/с. Площадь рамки 0,02 м². Найдите максимальную ЭДС индукции, возникающую в рамке.

40. Сила тока в обмотке соленоида, содержащего 1500 витков, равна 5 А. Магнитный поток через поперечное сечение соленоида составляет 200 мкВб. Определите энергию магнитного поля в соленоиде.

41. Колебательный контур, состоящий из катушки индуктивности 3×10^-5 Гн и плоского конденсатора, настроен на прием радиоволн длиной 750 м. Определите диэлектрическую проницаемость среды в плоском конденсаторе, если известно, что площадь пластин конденсатора равна 100 см², а расстояние между ними 0,1 мм.

42. Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью 0,05 мкФ и катушки индуктивностью 12,5мГн. Максимальное значение напряжения на конденсаторе равно 15 В. Определите максимальное значение тока в цепи. Омическим сопротивлением контура пренебрегите.

43. Однослойная катушка длиной 20 см и площадью сечения 2 см² включена в колебательный контур с конденсатором емкостью 0,1 мкФ. В контуре возникают колебания с частотой 0,04 МГц. Определите число витков катушки, пренебрегая ее сопротивлением.

44. Во сколько раз изменится расстояние между соседними интерференционными полосами на экране в опыте Юнга, если зеленый светофильтр (l_з=5,5×10^{-7 м) заменить красным (}l_к= 7×10^{-7 м)?}

45. На мыльную пленку с показателем преломления 1,33 падает белый свет под углом 45°. При какой наименьшей толщине пленки отраженные лучи будут окрашены в желтый цвет? Длина волны для желтого цвета 5,8×10^{-7 м.}

46. Расстояние между пятым и двадцать пятым светлыми кольцами Ньютона равно 9 мм. Радиус кривизны линзы 15 м. Найдите длину волны монохроматического света, падающего нормально на установку. Наблюдение ведется в отраженном свете.

47. Вычислите радиус пятой зоны Френеля, если расстояние от источника света до волновой поверхности равно 1 м, расстояние от волновой поверхности до точки наблюдения также равно 1 м. Длина волны света равна 5×10^{-7 м}.

48. На дифракционную решетку, имеющую 500 штрихов на 1 мм, падает свет с длиной волны 600 нм. Определите наибольший порядок спектра, который можно получить с помощью данной решетки.

49. Определите показатель преломления стекла, если при отражении света от этого стекла отраженный свет будет полностью поляризован при угле преломления 30°.

50. Во сколько раз уменьшится интенсивность естественного света при прохождении его через два николя, плоскости поляризации которых образуют угол 60°?

51. Мощность излучения абсолютно черного тела равна 34 кВт. Найдите температуру этого тела, если известно, что площадь его поверхности равна 0,6 м².

52. Найдите температуру печи, если известно, что из отверстия в печи площадью 6,1 см² излучается 8,28 Дж за 1 с. Излучение считайте близким к излучению абсолютно черного тела.

53. Определите количество энергии, излучаемой абсолютно черным телом с 1 см² поверхности за 1 с., если известно, что максимум спектральной плотности его энергетической светимости приходится на длину волны 4,84×10^{-7 м?}

54. Определите длину волны, массу и импульс фотона с энергией 1эВ. Сравните массу этого фотона с массой покоящегося электрона.

55. Красная граница фотоэффекта для некоторого металла равна 2,75×10^{-7 м. Найдите: 1/ работу выхода электрона из этого металла, 2/ максимальную скорость электронов, вырываемых из этого металла электромагнитной волной с длиной волны 1,8}×10^{-7 м, 3/ максимальную кинетическую энергию этих электронов.}

56. Определите частоту света, вырывающего с поверхности металла электроны, полностью задерживающиеся разностью потенциалов 3 В. Фотоэффект для этого металла начинается при частоте падающего света в 6×10¹⁴ с^-1. Найдите работу выхода электрона из этого металла.

57. Определите минимальные частоту, энергию и длину волны электромагнитных волн в серии Лаймана.

58. Период полураспада радиоактивного изотопа актиния  составляет 10 суток. Определите время, за которое распадается 1/3 начального количества актиния.

59. Пользуясь таблицей Менделеева и правилами смещения определите, в какой элемент превращается  после трех α и двух  распадов.

60. Ядро атома бериллия , захватывая ядро дейтерия , превращается в ядро атома бора . Напишите уравнение реакции и определите выделившуюся энергию.