Файл: Расчетная работа 1 часть.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.11.2023

Просмотров: 314

Скачиваний: 12

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Расчетная работа_1 часть


Вариант 1




1.1. В тепловом двигателе 2 моль аргона совершает цикл 1-2-3-4-1, показанный на графике в координатах р-Т, где р – давление газа, Т – абсолютная температура. Температуры в точках 2 и 4 равны, а температура в точке 3 в 4 раза больше температуры в точке 1. Определите КПД этого цикла.

1.2. В вершинах квадрата находятся одноименные заряды, величина которых q = 2,0 нКл. В центр квадрата помещен отрицательный заряд q0. Сторона квадрата равна d = 10 см. Найти модуль заряда q0, при котором система зарядов находится в равновесии.

1.3. Два шарика с зарядами q1 = 7,010-9 Кл и q2 = 1,410-9 Кл находятся на расстоянии r1 = 40 см. Какую работу надо совершить внешним силам, чтобы сблизить их до расстояния r2 = 25см?



1.4. По бесконечно длинному прямому проводу, изогнутому так, как это показано на рисунке, течет ток
I = 50 А. Определить индукцию В магнитного поля
в точке О, если r= 10 см.

1.5. Протон и альфа – частица влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно его линиям магнитной индукции. Во сколько раз различаются радиусы окружностей, по которым движутся эти частицы, если у них одинакова кинетическая энергия? Заряд альфа-частицы q1 в два раза больше заряда протона q2, а масса альфа-частицы m1в четыре раза больше массы протона m2

В ариант 2

2.1. Идеальный двухатомный газ в количестве = 1 моль сначала изотермически расширился ( Т1 = 300 К). Затем газ нагрели, повысив давление в 3 раза( см. рисунок). Представьте график процесса в координатах РV. Чему равна работа за весь процесс? Ответ округлите до десятых.

2.2. Два шарика одинакового радиуса и массы подвешены на нитях одинаковой длины так, что их поверхности соприкасаются. Расстояние от точки подвеса до центра каждого шарика l = 10см, а масса каждого шарика m= 5 г. Если сила натяжения нитей после того, как зарядили шарики, стала равной Т = 98 мН, то чему равен заряд каждого шарика?


2.3. Около заряжнной бесконечно протяженной плоскости находится точечный заряд q=7,0·10-7 Кл. Под действием поля заряд перемешается вдоль силовой линии на расстояние l = 2 см, при этом силы поля совершают работу А = 5.0·10-6Дж. Определите поверхностную плотность заряда плоскости σ.
2.4. В контуре, имеющем форму квадрата со стороной а = 8 см, циркулирует ток силой I = 6,0 А. Определите индукцию магнитного поля в центре квадрата.
2.5. Заряженная частица, прошедшая ускоряющую разность потенциалов
U = 2 кВ, влетает в однородное магнитное с индукцией В = 15,1 мТл перпендикулярно линиям магнитного поля и движется по окружности радиусом R = 1 см. Определить удельный заряд частицы q/mи скоростьv частицы. Начальная скорость частицы равна нулю. Проиллюстрируйте решение рисунком.

В ариант 3

3.1.С одноатомным идеальным газом неизменной массы происходит циклический процесс, показанный на рисунке. На участке 1-2 газ получает количество теплоты Q= 8 кДж. Чему равна работа за цикл?Определить КПД цикла

3.2. Электрическое поле создано двумя бесконечными параллельными пластинами, заряженными поверхностной плотностью заряда σ1 = 2 нКл/м2

и σ2= –5 нКл/м2. Определить напряженность поля Е между пластинами и вне пластин. На рисунке представить картину силовых линий поля пластин и направления векторов суммарной напряженностей поля между пластинами и вне пластин.

3.3. Первоначально покоящийся электрон ускоряется в течение 1 нс электрическим полем конденсатора емкостью С = 10 мкФ. Энергия конденсатора W = 20 Дж, а расстояние между его пластинами d = 10 см. Определите, чему равна разность потенциалов Uмежду обкладками конденсатора (в кВ), и какую работу совершают силы поля при движении электрона(в эВ).

3 .4. Бесконечно длинный прямой проводник, по которому течет ток I = 5,0А, согнут под прямым углом. Найти индукцию магнитного поля на расстоянии d = 10 см от вершины угла в точках, лежащих на биссектрисе прямого угла (точка А) и на продолжении одной из сторон (точка С).

3.5. Рядом с длинным прямым проводом MN, по которому течет ток

I2 = 10 А, расположена квадратная рамка со сторонами 1, 2, 3 и 4 (см. рисунок), по которой течет ток
I1 = 2,0 А. Длина стороны а = 3,0 см. Рамка лежит в одной плоскости с проводом MN так, что ее сторона, ближайшая к проводу, находится на расстоянии l = 2,0 см. Определить:

А) направление и величину сил, действующих на стороны рамки 1 и 3.


Б) будет ли двигаться рамка? Если будет, то в какую сторону?

Вариант 4

4.1.Идеальный двухатомный газ совершает цикл Карно. При адиабатическом расширении температура газа уменьшается в 2,5 раза. Изобразите цикл в координатах (Р,V). Рассчитайте КПД цикла.



4.2. В трех вершинах квадрата со стороной d=20 см находятся точечные заряды q1 = 2 Нкл, q2 = 2 нКл и q3 = –2 нКл. Найти напряженность поля Е и потенциал φ в четвертой вершине квадрата.

4.3. Какая работа совершается силами электрического поля при перенесении точечного заряда q = 2,0 10-8 Кл из бесконечности в точку, находящуюся на расстоянии а= 1,0 см от поверхности сферы радиусом R = 1,0 см, заряд которой Q = 100 нК.



4.4. Найти индукцию магнитного поля в центре петли радиусом R = 10 см, образованной бесконечно длинным тонким провод­ни­ком с током I = 50 А изогнутым так, как показано на рисунке.

4.5. Горизонтальный проводник длиной l = 0,2 ми массой m = 0,01 кг, подвешенный на двух тонких нитях, находится в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией В = 0,25 Тл. На какой угол от вертикали отклонятся нити, поддерживающие проводник, если по проводнику пропустить ток I = 2 А? Массой нитей пренебречь.

Вариант 5

5 .1.Тепловая машина, рабочим телом которой является идеальный одноатомный газ, совершает цикл, диаграмма которого изображена на рисунке. Р2 = 2Р1, V2 = 2V1. Определить КПД такой тепловой машины.

5 .2.На рисунке изображены заряженная бесконечная плоскость АА с поверхностной плоскостью заряда σ = 40 мкКл/м2 и одноименно заряженный шарик с массой
m = l г и зарядом q = 2,56 нКл. Угол α между плоскостью и нитью, на которой висит шарик, равен…

5.3. Плоский воздушный конденсатор емкостью С = 20 мкФ заряжен до разности потенциалов U = 300 В. После отключения источника напряжения расстояние между пластинами было увеличено в 5 раз. Определите, во сколько раз изменится разность потенциалов и энергия конденсатора после раздвижения пластин.

5 .4. По трем бесконечно длинным параллельным проводникам, расстояние между которыми а= 10 см, текут токиI1 = 5 A,I2= 10 АиI3= 5 A. Направления токов в сечениях проводника показаны на рисунке. Определите индукцию магнитного поля в точке А, удаленной на а / 2от первого провода.

5.5. Два однозарядных иона, пройдя одинаковую ускоряющую разность потенциалов, влетели в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции. Один ион, масса m1 которого равна 12 а.е.м., описал дугу окружности радиусом R1 = 4 см. Определить массу m2другого иона, который описал дугу окружности радиусом R2 = 6 см.

Вариант 6.

6 .1.Найдите КПД тепловой машины, работающей с v= 2 моль одноатомного идеального газа по циклу, состоящему из адиабатического расширения 1 – 2, изотермического сжатия 2 – 3 и изохорического процесса 3 – 1. Работа, совершенная над газом в изотермическом процессе, равна А = 1 кДж. Разность максимальной и минимальной температур газа в цикле равна = 100 К.

6 .2. В центре металлической сферы радиуса R = 10 см и зарядом q = 30 нКл находится точечный положительный заряд q0 = 10 нКл. Определите напряженностьЕ и потенциал результирующего поля φ в точках, отстоящих от центра сферы на расстоянии r1=5 сми r2=15 см.

6.3. Электрическое поле создано бесконечной равномерно заряженной плоскостью с поверхностной плотностью заряда =2 мкКл/м2. В этом поле вдоль прямой, составляющей угол Ос плоскостью, из точки 1 в точку 2 перемещается точечный электрический заряд q=10 нКл. Расстояние
l равно 20 см. Определить работу сил поля по перемещению заряда.

6.4. Д ва прямолинейных бесконечно длинных проводника расположены перпендикулярно друг другу и находятся во взаимно перпендикулярных плоскостях. Найти индукции В1 и В2 магнитного поля в точках М1 и М2, если токи I1 = 2 A и I2 = 3 А. Расстояния АМ1=АМ2=1см, АВ = 2 см.

6 .5. Прямолинейный проводящий стержень АС (см.рисунок) массой m= 0,10 кг и длиной l= 50 см подвешен горизонтально на двух одинаковых вертикальных пружинах в однородном магнитном полеB=0,2 Тл. Вектор индукции перпендикулярен плоскости рисунка и направлен к нам. Если с помощью легких проводов, параллельных , к стержню подвести электрический ток I, то растяжение пружин станет вдвое меньше, чем в отсутствие тока. Показать направление тока в проводнике и определить его величину.

В ариант 7

7.1. Кислород в количестве 1 моль совершает круговой процесс, состоящий из двух изохор и двух изобар (см. рисунок). Найти КПД такой машины
7 .2. Два шарика с зарядами q1= 5нКл и q2 = –10 нКл находятся на расстоянии r1 = 40 см друг от друга. Определите напряженность поля Е и потенциал поля φ этих зарядов в точке А, удаленной от заряда q2на расстояниеr2 = 20 см.

7.3. Около заряженной бесконечно протяженной плоскости находится точечный заряд q= 70 нКл. Под действием поля заряд перемещается по силовой линии на расстояние r= 2 см, при этом силы поля совершают работу А = 5 мкДж. Найти поверхностную плотность заряда на плоскости.

7 .4. По двум бесконечно длинным параллельным проводам, расстояние между которыми с = 50 см, текут токи по I1 = I2 = 100 А в одном направлении. Найти индукцию магнитного поля в точке А, удаленной на расстояние