Дополнительные задачи по электричеству

Дополнительные задачи по электричеству

1 Задание

Конденсатор электроемкостью 0,5 Ф был заряжен до напряжения 4 В. Затем к нему подключили параллельно незаряженный конденсатор электроемкостью 0,5 Ф. Какова энергия системы из двух конденсаторов после их соединения? (Ответ дать в джоулях.)

2 Задание

Изначально незаряженный конденсатор заряжается в течение 10 с электрическим током, средняя сила которого за время зарядки равна 0,3 мА. К моменту окончания зарядки конденсатора в нём запасается энергия 9 Дж. Чему равна электрическая ёмкость конденсатора? Ответ выразите в мкФ и округлите до десятых долей.

3 Задание

При одном сопротивлении реостата вольтметр показывает 6 B, амперметр — 1 A (см. рисунок). При другом сопротивлении реостата показания приборов: 4 B и 2 A. Чему равно внутреннее сопротивление источника тока? Амперметр и вольтметр считать идеальными. Ответ приведите в омах.

4 Задание

В схеме, изображенной на рисунке, ЭДС источника тока равна 6 В, его внутреннее сопротивление пренебрежимо мало, а сопротивления резисторов Какое напряжение показывает идеальный вольтметр? Ответ приведите в В.

5 Задание

П-образный контур с пренебрежимо малым сопротивлением находится в однородном магнитном поле, перпендикулярном плоскости контура (см. рис.). Индукция магнитного поля В = 0,2 Тл. По контуру со скоростью v = 1 м/с скользит перемычка длиной l = 20 см. Сила индукционного тока в контуре I = 4 мА. Чему равно сопротивление перемычки? Ответ приведите в Ом.

6 Задание

Прямоугольный контур, образованный двумя рельсами и двумя перемычками, находится в однородном магнитном поле, перпендикулярном плоскости контура. Правая перемычка скользит по рельсам, сохраняя надежный контакт с ними. Известны величины: индукция магнитного поля В = 0,2 Тл, расстояние между рельсами l = 10 см, скорость движения перемычки v = 2 м/с. Каково сопротивление контура R, если сила индукционного тока в контуре 0,01 А? Ответ приведите в Ом.

7 Задание

Из тонкой проволоки сделана рамка площадью и сопротивлением Рамку помещают в однородное магнитное поле, линии индукции которого перпендикулярны плоскости рамки. Модуль индукции магнитного поля изменяется так, как показано на графике. Чему равна сила тока, который течет в рамке в момент времени ? Ответ приведите в мА.

8 Задание

Плоская квадратная рамка покоится в однородном магнитном поле, линии магнитной индукции которого перпендикулярны её поверхности. В некоторый момент времени рамку начинают равномерно вращать вокруг оси, лежащей в плоскости рамки, делая 20 оборотов в минуту. Через какой минимальный промежуток времени от начала вращения рамки поток, пронизывающий её поверхность, уменьшится в 2 раза? Ответ приведите в секундах.

9 Задание

При помощи первого электрокипятильника можно вскипятить 200 г воды в стакане за 2 минуты, а при помощи второго, включённого в ту же розетку, — за 3 минуты. За какое время закипит та же масса воды в стакане, если подключить эти кипятильники параллельно? Теплопотерями пренебречь. Ответ приведите в минутах.

10 Задание

В заштрихованной области на рисунке действует однородное магнитное поле, направленное перпендикулярно плоскости рисунка. Проводящую квадратную рамку, сопротивление которой 10 Ом и длина стороны 10 см, перемещают в плоскости рисунка в этом поле поступательно со скоростью м/с. При пересечении рамкой границы магнитного поля в рамке возникает индукционный ток, создающий тормозящую силу Ампера Н. Чему равен модуль вектора индукции магнитного поля В? Ответ приведите в Тл.

11 Задание

Проволочная прямоугольная рамка сопротивлением 2 Ом со сторонами a = 10 см и 3a находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,5 Тл, линии которого перпендикулярны плоскости рамки (см. рисунок). Перегибая проволоку, прямоугольную рамку превращают в квадратную, лежащую в той же плоскости. Какой заряд протечёт по рамке в процессе её деформации? Ответ приведите в мКл.

12 Задание

Прямолинейный проводник длиной 80 см и массой 200 г, по которому течёт постоянный ток силой 0,5 А, находится в однородном магнитном поле с индукцией 2 Тл. Проводник уравновешен в горизонтальном положении на опоре (см. рисунок) с помощью непроводящей нити. Чему равен модуль силы натяжения нити? Ответ приведите в Н.

13 Задание

В области пространства, где находится частица массой 0,9 мг с зарядом 2·10⁻¹¹ Кл, создано однородное горизонтальное электрическое поле напряженностью 4000 В/м. На какое расстояние частица переместится по горизонтали за 3 с, если она начала двигаться из состояния покоя? Сопротивлением воздуха и действием силы тяжести пренебречь. Ответ приведите в метрах.

14 Задание

Неидеальный вольтметр подсоединяют к батарейке с ЭДС 7 В и некоторым внутренним сопротивлением. В результате вольтметр показывает напряжение 6 В. Затем собирают электрическую цепь, состоящую из той же батарейки и трёх таких же одинаковых вольтметров (схема цепи показана на рисунке). Какое напряжение покажет вольтметр, обозначенный на схеме цифрой 1? Неидеальный вольтметр показывает произведение силы текущего через него тока на сопротивление вольтметра.

15 Задание

В плоский конденсатор, расстояние между обкладками которого равно 3 см, вставили плоскопараллельную металлическую пластину толщиной 2,5 см. Плоскости пластины параллельны обкладкам конденсатора, расстояние между обкладками намного меньше их поперечных размеров, пластина не касается обкладок. Во сколько раз в результате этого увеличилась электроёмкость конденсатора?

16 Задание

Конденсатору ёмкостью C = 1 мкФ сообщили заряд q = 1 мКл и подключили к последовательно соединённым резисторам сопротивлением R₁ = 10 Ом и R₂ = 30 Ом. Какое количество теплоты выделится в резисторе R₁ при полной разрядке конденсатора? Ответ выразите в Дж.

17 Задание

Прямоугольная рамка из жёсткой проволоки находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл, линии которого перпендикулярны плоскости рамки. Магнитный поток, пронизывающий рамку, равен 12 мВб. По рамке течёт постоянный ток. При этом сила Ампера, которая растягивает рамку в направлении вдоль её короткой стороны, в 3 раза отличается от силы Ампера, которая растягивает рамку вдоль её длинной стороны. Чему равна длина короткой стороны рамки? Ответ дайте в см.

18 Задание

В идеальном колебательном контуре происходят свободные электромагнитные колебания. В таблице показано, как изменялся заряд конденсатора в колебательном контуре с течением времени.

с
Кл		1,42		-1,42	-2	-1,42		1,42		1,42

Вычислите по этим данным примерное значение максимальной силы тока в катушке. Ответ приведите в мА, с точностью до десятых.

19 Задание

В схеме, изображенной на рисунке, идеальный вольтметр показывает напряжение 3 В. Внутреннее сопротивление источника тока пренебрежимо мало, а сопротивления резисторов Ом. Какова ЭДС источника тока? Ответ приведите в В.

20 Задание

Проволочная катушка сопротивлением 10 Ом расположена в постоянном однородном магнитном поле так, что линии его индукции направлены вдоль оси катушки. Если соединить концы проволоки друг с другом и выключить магнитное поле, то через катушку протечёт заряд 0,2 Кл. Найдите амплитуду ЭДС индукции, которая возникнет в катушке, если вновь включить прежнее магнитное поле и начать вращать в нём катушку с угловой скоростью 3 рад/с. Ось вращения перпендикулярна оси катушки. Ответ приведите в В.

21 Задание

На горизонтальном полу лежит ящик массой 270 кг. Его начинают тянуть по полу с постоянной скоростью 1 м/с при помощи горизонтального троса, который наматывается на вал электрической лебёдки. Электродвигатель лебёдки питается от источника постоянного напряжения с ЭДС 150 В и внутренним сопротивлением 1 Ом. Через обмотку электродвигателя, имеющую сопротивление 4 Ом, при этом протекает ток силой 12 А. Пренебрегая трением в механизме лебёдки, найдите коэффициент трения ящика о пол.

22 Задание

Два плоских конденсатора и ключ К соединены так, как показано на схеме. При разомкнутом ключе конденсатор ёмкостью C = 50 пФ заряжают до напряжения 9 В от источника питания. Затем ключ замыкают. Чему будет равен установившийся заряд на конденсаторе ёмкостью 2C? Ответ выразите в нанокулонах.

23 Задание

На рисунке показан график зависимости силы тока I от времени t. Этим током заряжается конденсатор ёмкостью 5 пФ. Какая энергия будет запасена в конденсаторе, когда его зарядка закончится? Ответ выразите в мДж округлите до целого числа.

24 Задание

Замкнутое медное кольцо подвешено на длинных нитях вблизи катушки индуктивности, закрепленной на столе и подключенной к источнику постоянного тока (см. рисунок). Первоначально электрическая цепь катушки разомкнута. Как будет двигаться кольцо при замыкании цепи? Ответ поясните, используя физические закономерности.

25 Задание

На рисунке изображены две изолированные друг от друга электрические цепи.

Первая содержит последовательно соединенные источник тока, реостат, катушку индуктивности и амперметр, а вторая — проволочный моток, к концам которого присоединен гальванометр, изображенный на рисунке справа. Катушка и моток надеты на железный сердечник. Как будут изменяться показания приборов, если катушку, присоединенную к источнику тока, плавно перемещая вверх, снять с сердечника? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения.

26 Задание 27

На рисунке приведена электрическая цепь, состоящая из гальванического элемента, реостата, трансформатора, амперметра и вольтметра.

В начальный момент времени ползунок реостата установлен посередине и неподвижен. Опираясь на законы электродинамики, объясните, как будут изменяться показания приборов в процессе перемещения ползунка реостата вправо. ЭДС самоиндукции пренебречь по сравнению с

27 Задание

Рамку с постоянным током удерживают неподвижно в поле полосового магнита (см. рисунок). Полярность подключения источника тока к выводам рамки показана на рисунке. Как будет двигаться рамка на неподвижной оси MО, если рамку не удерживать?

Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения. Считать, что рамка испытывает небольшое сопротивление движению со стороны воздуха.

28 Задание

В зазоре между полюсами электромагнита создано сильное магнитное поле, линии индукции которого практически горизонтальны. Над зазором на некоторой высоте удерживают длинную плоскую медную пластинку, параллельную вертикальным поверхностям полюсов (см. рис.). Затем пластинку отпускают без начальной скорости, и она падает, проходя через зазор между полюсами, не касаясь их. Опишите, опираясь на физические законы, как и почему будет изменяться скорость пластинки во время ее падения.

29 Задание

В электрической схеме, показанной на рисунке, ключ К замкнут.

Заряд конденсатора ЭДС батарейки её внутреннее сопротивление сопротивление резистора Найдите количество теплоты, которое выделяется на резисторе после размыкания ключа К в результате разряда конденсатора. Потерями на излучение пренебречь.

30 Задание

В электрической цепи, показанной на рисунке, ЭДС источника тока равна 12 В, емкость конденсатора 2 мФ, индуктивность катушки 5 мГн, сопротивление лампы 5 Ом и сопротивление резистора 3 Ом.

В начальный момент времени ключ К замкнут. Какая энергия выделится в лампе после размыкания ключа? Внутренним сопротивлением источника тока, и проводов пренебречь.

31 Задание

Напряжённость электрического поля плоского конденсатора (см. рисунок) равна 24 кВ/м. Внутреннее сопротивление источника ЭДС сопротивления резисторов Найдите расстояние между пластинами конденсатора.

32 Задание

Электрическая цепь состоит из источника тока и реостата. ЭДС источника его внутреннее сопротивление Сопротивление реостата можно изменять в пределах от 1 Ом до 5 Ом. Чему равна максимальная мощность тока, выделяемая на реостате?

33 Задание 31 № 3665

Если между контактами 1 и 2 схемы, изображённой на рисунке, включить источник напряжения с ЭДС 50 В и малым внутренним сопротивлением, то идеальный вольтметр, подключённый к контактам 3 и 4, показывает напряжение 20 В, а идеальный амперметр — силу тока, равную 1 А. Если теперь поменять местами источник и вольтметр, то он показывает напряжение 14 В. Какой ток показывает теперь амперметр?

34 Задание

Два одинаковых воздушных конденсатора соединены последовательно и подключены к источнику постоянного напряжения. Затем один из них, не разрывая цепь, опустили в масло с диэлектрической проницаемостью Как и во сколько раз при этом изменится энергия второго конденсатора, который остался не погружённым в масло?

35 Задание

Металлический диск радиусом с малым сопротивлением вращается в магнитном поле с индукцией перпендикулярной плоскости диска, с угловой скоростью Через скользящие контакты к середине и к краю диска подключен резистор сопротивлением и последовательно с ним — конденсатор ёмкостью Каким зарядом в установившемся режиме заряжен этот конденсатор?