Контрольная работа по "Физике"

Министерство высшего и среднего специального образования

Сибирский государственный университет  телекоммуникаций и информатики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа.

Физика

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Новосибирск . 2007 г.

ВАРИАНТ №4

4. Свободно падающее вблизи поверхности Земли тело испытывает ускорение 9,8 м/с². Каким должен быть заряд Земли, чтобы увеличить ускорение падения вдвое, если тело имеет электрический заряд 100 нКл,?

 

4) В задаче не хватает начальных  условий: Для решения необходимо знать массу тела.

g=9,8м/с             Ускорение увеличивается в 2 раза, если ускорение за счет электрического

q=100нКл            заряда а будет равно g. По закону Кулона:

a=2g                      , тогда согласно II закону Ньютона ускорение а будет

Q=?                      Равно:

                        а = . Таким образом - заряд Земли. m-масса тела.

 

14. Два одноименных точечных заряда по 10 нКл расположены на расстоянии 2,7 см друг от друга. Найти напряженность и потенциал электрического поля в точке, находящейся на линии, соединяющей заряды на расстоянии 1 см справа от второго заряда.

 

14)                q              d                 r   =            E

                                                   q             E E

q=10нКл    Напряженность эл.поля, создаваемая точечным зарядом: E=

d=2,7 см       т.е. каждый из зарядов создает в указанной точке поле:

r =1 см              

E=? f=?         E = ; E =

                      r =d+r =1+2,7=3,7 см

Согласно принципу суперпозиции -результирующая напр-ть. т.к. заряды и точка лежат на одной прямой, то модуль E можно вычислить как

Потенциал, создаваемый точечным зарядом:

, а результирующий потенциал  от 2-х зарядов: 

Ответ: E=965 ; f=11,4 кВ.

 

 

 

 

 

 

 

24. Прямолинейный длинный проводник сопротивлением 0,85 Ом согнут в виде петли с параллельными сторонами и подключен к источнику питания с э.д.с. 1,2 В и внутренним сопротивлением 0,4 Ом. Расстояние между сторонами петли 2,6 см. Найдите индукцию магнитного поля посередине между сторонам петли.

    d/2

24)

R=0,85ОМ      Т.к. по прямой части провода ток идет в обоих направлениях,                В

                        а расстояние                                                                                                      d

=1,2В            до точки от обеих сторон  петли одинаково, 

                         то суммарная индукция от них –нуль.                                                                I

r=0,4 ОМ        

d=2,6 см          Индукция создает только закругленная часть проводника.

B-?                    - индукция в центре кругового тока. Следовательно              

для данного случая: .                                                                                                     r

Силу тока определим по закону Ома для полной цепи:

 

Ответ: В=23 мкТл

34. Ион, пройдя ускоряющую разность  потенциалов 675 В, влетел в скрещенные  под прямым углом однородные магнитное (В = 1,5 мТл) и электрическое (Е = 200 В/м) поля. Определить отношение заряда иона к его массе, если ион в этих полях движется прямолинейно.

34)

U=675B              На ион действует электрическая сила ,        F

                            по условию задачи =90 à sin =1.                                                      

B=1,5 мТл         

E=200 В/м           Т.к. ион движется прямолинейно,                                               E          E

                                                                                                                              F

q/m=?                  то эти силы равны: .

                             qE=q . Найдем скорость иона:

. Пройдя разность потенциалов  U ион получил кинетическую энергию T=qU, с другой стороны .Приравняем оба выражения:

Ответ: q/m=

44. Отношение заряда движущегося  электрона с его массе равно  0,88 10¹¹ Кл/кг. Определить величину динамической массы электрона и его скорость.

44)

q/m=0,88      Заряд электрона: q=1,6

                                   Масса покоя: 

m =?                          Вычислим, во сколько раз полная (динамическая) масса больше

                           массы покоя:

                                  

Т.е больше в 2 раза.

   - динамическая масса.

Вычислим скорость по формуле Лоренца:

Ответ: ;

 

54. Радиус четвертого темного  кольца Ньютона при наблюдении в отраженном свете равен 2 мм. Как изменится радиус этого кольца, если между плоско – выпуклой линзой и пластинкой, на которой она лежит, налить жидкость с показателем преломления 1,3?

54)

    Радиус темного кольца Ньютона в отраженном свете определяется формулой:

n=1,3           , m-порядок интерференции (m=4), - длина волны света,

=?            R- радиус кривизны линзы. Ширина зазора b(см.рис.) определяется как   b=m . Если в зазоре жидкость, то оптическая ширина зазора увеличится и станет равной bn, следовательно bn=m

- если налита жидкость.

                                         r    -b    n

Ответ: Радиус уменьшится в 1,14 раза.

 

 

64. Средняя энергетическая светимость  поверхности Земли равна 0,54 . Какой должна быть температура поверхности Земли, если считать, что она излучает как серое тело с коэффициентом черноты, равным 0,25?

64)

E=0,54       Мощность излучения абсолютного черного тела связана с его

                                   Температурой законом Стефана-Больцмана:

К=0,25                      

Т=?                             Для тела с коэффициентом черноты  К:

                                  

Выразим энергетическую светимость (мощность излучения) Земли в единицах СИ:

Вычислим  температуру пов-ти Земли:

Ответ: T=

 

74 Электрон, прошел ускоряющую разность потенциалов  1 В, 1 кВ, 1 МВ. Определить длину волны  де Бройля электрона в каждом случае.

74)                 Длина волны де-бройля определяется  уравнением: , где p-импульс

                 h= - постоянная планка. 

      - энергия покоя , поэтому в 1-м и 2-м случаях и

Движение  можно описывать классическими (нерелятивистскими) формулами.

Если  , то

масса

1)

2)

3)Движение  релятивистское. Импульс равен