Файл: Рр часть 1 2015.docx

22.1. Один килограмм воздуха, находящийся при давлении Р₁ = 10⁶ Па и температуре Т₁ = 500 К, изобарически расширяется в состояние 2, затем адиабатически расширяется в состояние 3, причем давление уменьшается в 4 раза. После этого воздух изотермически возвращается в первоначальное состояние. Постройте график процесса в координатах Р –V , определите работу, совершенную газом за цикл, и КПД цикла.

22.2. Два шарика с зарядами q₁ = 5нКл и q₂ = 10 нКл находятся на расстоянии r₁ = 40 см друг от друга. Чему равны напряженность и потенциал поля этих зарядов в точке, находящейся на перпендикуляре, проведенном ко второму заряду и на расстоянии 30 см от этого заряда?

22.3. Конденсатор состоит из двух неподвижных, вертикально расположенных, длинных (L d), параллельных разноименно заряженных пластин. Пластины расположены на расстоянии d = 5 см друг от друга. Напряженность поля внутри конденсатора Е = 10⁴ В/м. между пластинами на равном расстоянии от них помещен шарик с зарядом q= 0,1 мкКл и массой m = 20 г. После того, как шарик отпустили, он начинает падать и ударяется об одну из пластин. Насколько уменьшится высота шарика Δh к моменту его удара?

22.4. По проволочной рамке, имеющей форму правильного шестиугольника, идет то I = 2 А. В центре рамки этот ток создает магнитное поле В = 0,5 мкТл. Найти длину проволоки, из которой изготовлена рамка.

22.5. Протон, имеющий скорость υ =10⁴ м/с, влетает в однородное магнитное поле с индукцией B = 0,01 Тл. Вектор скорости протона направлен под углом α = 60⁰ к линиям индукции. Определить траекторию движения протона и путь, пройденный им по траектории, за время t₁ = 10 мкс.

Вариант 23

23.1. Один моль идеального одноатомного газа переводят из состояния 1 с температурой Т₁= 300 К в состояние 2 таким образом, что в течение всего процесса давление газа возрастает прямо пропорционально его объему. В ходе этого процесса газ получает количество теплоты Q = 14958 Дж. Во сколько раз n уменьшается в результате этого процесса плотность газа?

23.2. Расстояние между двумя точечными зарядами q₁ = 1 мкКл и q₂ = 2 мкКл равно l = 10 см. Определить напряженность поля Е в точке, находящейся на расстоянии

r₁= 6 см от первого и на r₂= 8 см от второго зарядов?

23.3. Электрическое поле образовано положительно заряженной бесконечно длинной нитью. Двигаясь под действием этого поля от точки, находящейся на расстоянии r₁ = 1 см от нити, до точки r₂ = 4 см,  - частица изменила свою скорость от V₁ = 0,210⁶м/с до V₂ = 310⁶ м/с. Определите линейную плотность заряда  на нити. (q_ = 3,210^-19 Кл, m_ = 6,6910^-27 кг).

23.4. По двум параллельным длинным проводникам, находящимся на расстоянии 5 см друг от друга, текут в противоположных направлениях одинаковые токи 5 А. Определить индукцию магнитного поля, созданного этими проводниками в точке, удаленной на 4 см от одного проводника и на 3 см от другого.

2

3.5. На шероховатой плоскости, наклоненной под углом α = 30⁰ к горизонту находится однородный цилиндрический проводник массой m = 100 г и длиной l = 57,7 см (см. рисунок).
По проводнику пропускают ток в направлении «от нас», за плоскость рисунка, и вся система находится в однородном магнитном поле с индукцией В = 1 Тл, направленной вертикально вниз.
При какой силе тока I цилиндр будет оставаться на месте, не скатываясь с плоскости и не накатываясь на неё?

Вариант 24

24.1. Трехатомный идеальный газ, взятый в количестве ν=2 моль, с начальными параметрами р₁=600 кПа и V₁=8 л изобарически нагревается так, что его объем возрастает в n=V₂/V₁=2 раза. Затем газ сжимается адиабатно до первоначального объема. Постройте график процесса в координатах р-V. Найти:

1) Температуру Т₁ газа в начальном состоянии;

2) Приращение внутренней энергии газа ΔU₂₃ газа при адиабатическом процессе;

3) Количество теплоты Q₁₂₃, полученное газом при переходе из состояния 1 в состояние 3;

24.2. Расстояние между двумя точечными зарядами q₁ = 1 нКл и q₂ = –2 нКл равно l = 5 см. Определить напряженность поля Е в точке, находящейся на расстоянии r₁= 3 см от первого и на r₂= 4 см от второго зарядов?

24.3. Конденсатор состоит из двух неподвижных, вертикально расположенных, длинных (L d), параллельных разноименно заряженных пластин. Пластины расположены на расстоянии

d = 5 см друг от друга. Напряженность поля внутри конденсатора Е = 10⁴ В/м. между пластинами на равном расстоянии от них помещен шарик с зарядом q= 0,1 мкКл и массой m = 20 г. После того, как шарик отпустили, он начинает падать и ударяется об одну из пластин. Чему равно время падения Δt шарика?

24.4. Ток I = 20 А течет по длинному проводнику, согнутому под прямым углом. Найти индукцию магнитного поля в точке, лежащей на биссектрисе этого угла и отстоящей от его вершины на расстоянии а = 10 см.

24.5. Электрон, ускоренный разностью потенциалов U = 0,5 кВ, движется параллельно прямолинейному длинному проводнику на расстоянии r= 1 см от него. Определить силу, действующую на электрон, если через проводник пропускать ток I = 10 А.

Вариант 25

25.1. 14 г азота адиабатически расширяется, причем давление падает от Р₁ = 2·10⁵ Па до Р₂ = 1·10⁵ Па. Затем газ нагревается при постоянном объеме до первоначальной температуры Т₁ = 420 К. Постройте график процесса в координатах Р – V. Определите приращение внутренней энергии ΔU_1-2-3и работу газа А_1-2-3 за весь процесс.

2

5.2. В вакууме на расстоянии r = 10 см друг от друга расположены два точечных заряда q₁ = 8 нКл и
q₂ = –6 нКл. Расстояние АВ = 5 см, ε = 1. Чему равно отношение потенциалов полей _А/_В , созданных зарядами в точках А и В?

25.3. В плоском горизонтально расположенном воздушном конденсаторе, расстояние между обкладками которого d = 2 см, находится заряженная частица массой m = 10 мг. Если на обкладки подать разность потенциалов U₁ = 100 В, то частица падает с постоянной скоростью v₁ = 0,2 мм/с. При разности потенциалов U₂ = 300 В частица падает со скоростью v₂ = 0,5 мм/с. Считая, что сила сопротивления, действующая на частицу со стороны воздуха в конденсаторе пропорциональна ее скорости, найдите заряд q частицы.

25.4. Рассчитать индукцию B магнитного поля в центре проволочной рамки с током I, имеющей форму квадрата со стороной а.

2

5.5. В однородном магнитном поле (В = 0,2 Тл), линии которого направлены горизонтально и вправо, подвешен на двух невесомых проволочках горизонтальный проводник (рис.1) длиной

l = 20см. По нему пропускают ток I₁(ток направлен на нас), проводник оказывается невесомым.
1) При массе проводника равной 0,04 кг, сила тока I₁, текущего по нему, равна … 2) Если линии