Тема №5954 Ответы к задачам по физике 10 класс Марон (Часть 3)
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Ответы к задачам по физике 10 класс Марон (Часть 3) из предмета Физика и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Ответы к задачам по физике 10 класс Марон (Часть 3), узнаете ключевые особенности и основные понятия.

Уважаемые посетители сайта, если вы не согласны с той информацией которая представлена на данной странице или считаете ее не правильной, не стоит попросту тратить свое время на написание негативных высказываний, вы можете помочь друг другу, для этого присылайте в комментарии свое "правильное" решение и мы его скорее всего опубликуем.

Ответы в самом низу встроенного документа

СР-5. Законы Ньютона
1. Шарик массой 1 кг движется с ускорением 50 см /с2.
Определите силу, действующую на шарик.
2. На тело массой 5 кг действуют силы 3 Н и 4 Н, направ­
ленные на юг и запад соответственно. Чему равно и куда
направлено ускорение тела?
Вариант 2
1. Сила 2 мН действует на тело массой 5 г. Найдите уско­
рение, с которым движется тело.
2. Санки массой т = 10 кг движутся на восток с ускоре­
нием а = 0,5 м /с2 под действием двух сил, одна из кото­
рых F1 = 20 Н направлена на запад. Куда направлена
и чему равна сила F2, действующая на санки?
Вариант 3
1. Тело массой 4 кг под действием некоторой силы приоб­
ретает ускорение 2 м /с2. Какое ускорение приобретет те­
ло массой 10 кг под действием такой же силы?
2. На груз, движущийся вертикально вверх с ускорением
а = 2 м /с2, действуют две силы: Fj = 8Н , направленная
вертикально вверх, и F2 = 3 Н, направленная вертикаль­
но вниз. Какова масса груза?
Вариант 4
1. Определите массу тела, которому сила 50 мН сообщает
ускорение 0,2 м /с2.
2. На брусок массой т = 200 г действуют две силы: сила
Fx = 1 Н, направленная на юг, и сила F2 = 1,5 Н, направ­
ленная на север. С каким ускорением движется брусок?
Вариант 5
1. Сила 60 Н сообщает мячу ускорение 0,8 м /с2. Какая
сила сообщит этому мячу ускорение 2 м /с2?
Вариант 1
56
2. Автомобиль движется с ускорением а = 2 м /с2 под дей­
ствием двух сил: силы тяги двигателя Fx = 10 кН и силы
сопротивления движению F2 = 4 кН. Сила Fx направлена
на юг, сила F2 — противоположна направлению движе­
ния автомобиля. Чему равна масса автомобиля?
СР-6. Силы в механике
Вариант 1
1. Пружина жесткостью 100 Н/м под действием некото­
рой силы удлинилась на 5 см. Какова жесткость другой
пружины, если под действием такой же силы она удли­
нилась на 1 см?
2. Вагонетка массой 200 кг движется равномерно. С ка­
кой силой рабочий толкает вагонетку, если коэффициент
трения равен 0,6?
Вариант 2
1. К кронштейну, закрепленному на стене, с помощью не­
весомого пружинного динамометра подвесили груз мас­
сой 5 кг. Определите, на сколько миллиметров растяну­
лась пружина динамометра, если ее жесткость равна
5000 Н/м.
2. На соревнованиях лошадей тяжелоупряжных пород
одна из них перевезла груз массой 23 т. Найдите коэффи­
циент трения, если сила тяги лошади 2,3 кН.
Вариант 3
1. Пружина длиной /0 = 20 см растягивается силой F =
= 5 Н. Какова конечная длина растянутой пружины, ес­
ли ее жесткость k = 250 Н/м?
2. Каков период обращения искусственного спутника,
движущегося на высоте 300 км над поверхностью Земли?
Вариант 4
1. Среднее расстояние между центрами Земли и Луны
равно 60 земным радиусам, а масса Луны в 81 раз мень-
57
ше массы Земли. В какой точке отрезка, соединяющего
центры Земли и Луны, тело будет притягиваться ими с
одинаковой силой?
2. Деревянный брусок массой 2 кг тянут равномерно по
деревянной доске, расположенной горизонтально, с по­
мощью пружины жесткостью 100 Н/м. Коэффициент
трения равен 0,3. Найдите удлинение пружины.
Вариант 5
1. Жесткость одной пружины равна 20 Н/м, а другой —
40 Н/м. Пружины соединили последовательно. Найдите
жесткость этого соединения.
2. Радиус планеты Марс составляет 0,53 радиуса Земли,
а масса — 0,11 массы Земли. Зная ускорение свободного
падения на Земле, найдите ускорение свободного паде­
ния на Марсе.
СР-7. Применение законов Ньютона
Вариант 1
1. Космическая ракета при старте с поверхности Земли
движется вертикально с ускорением 20 м /с2. Каков вес
летчика-космонавта в кабине, если его масса равна
80 кг?
2. Брусок массой 5 кг начинает движение по горизон­
тальной поверхности из состояния покоя под действием
силы 40 Н, направленной под углом 45° к поверхности.
Найдите его скорость через 10 с, если коэффициент тре­
ния скольжения равен 0,5.
Вариант 2
1. Космический корабль совершает мягкую посадку на
Луну, двигаясь замедленно в вертикальном направлении
(относительно Луны) с постоянным ускорением 8,4 м /с2.
Сколько весит космонавт массой 70 кг, находящийся в
этом корабле, если ускорение свободного падения на Лу­
не 1,6 м /с2?
58
2. На наклонную плоскость с углом наклона 30° положи­
ли кирпич массой 2 кг. Коэффициент трения скольже­
ния между поверхностями равен 0,8* Чему равна сила
трения, действующая на кирпич?
Вариант 3
1. Собака начинает тянуть санки с ребенком массой 25 кг
с постоянной силой 150 Н, направленной горизонтально.
Какое расстояние проедут санки за 10 с, если коэффици­
ент трения полозьев санок о снег равен 0,5?
2. На наклонной плоскости длиной 13 м и высотой 5 м ле­
жит груз массой 26 кг. Коэффициент трения равен 0,5.
Какую силу надо приложить к грузу вдоль плоскости,
чтобы стащить груз?
Вариант 4
1. Через блок, массой которого можно пренебречь, пере­
кинута нить, к концам которой подвешены две гири мас­
сами 2 и 6 кг. Найдите силу натяжения нити при движе­
нии гирь.
2. Равноускоренный подъем тела массой 75 кг на высоту
15 м продолжался 3 с. Определите вес груза при подъеме.
Вариант 5
1. Два тела массами 1 и 3 кг соединены нитью, перекину­
той через блок. Трением в блоке и его массой пренебречь.
Определите ускорение тел при движении.
2. Ящик массой 60 кг начинают перемещать по горизон­
тальной поверхности с ускорением 1 м /с2, действуя на
него с постоянной силой, направленной под углом 30° к
горизонту. Определите силу, с которой тянут ящик, если
коэффициент трения скольжения равен 0,2.
СР-8. Закон сохранения импульса
Вариант 1
1. Найдите изменение импульса мяча массой 300 г, летя­
щего со скоростью 10 м/с, если после удара о пол он дви­
жется вверх с такой же по модулю скоростью.
59
2. Мальчик массой 30 кг, стоя на коньках, горизонтально
бросает камень массой 1 кг. Начальная скорость камня
3 м/с. Определите скорость мальчика после броска.
Вариант 2
1. Пуля массой 10 г, летящая горизонтально со скоро­
стью 400 м/с, ударяется в преграду и останавливается.
Каково изменение импульса пули?
2. Какова скорость отдачи ружья массой 4 кг при вылете
из него пули массой 5 г со скоростью 300 м/с?
Вариант 3
1. Шарик массой 100 г движется с постоянной скоростью
1,5 м/с, после чего движется обратно, не меняя скорости
по модулю. Каково изменение импульса шарика?
2. Снаряд, летящий со скоростью 500 м/с, разорвался на
два осколка массами соответственно 5 и 4 кг. Определите
скорость второго осколка, если скорость первого осколка
возросла на 200 м/с в направлении движения снаряда.
Вариант 4
1. Пуля массой 10 г пробила стену, и при этом скорость
пули уменьшилась от 800 до 300 м/с. Определите измене­
ние импульса пули.
2. С тележки массой 210 кг, движущейся горизонтально
со скоростью 2 м/с, в противоположную сторону прыгает
человек массой 70 кг. Какова скорость человека при
прыжке, если скорость тележки стала равной 4 м/с?
Вариант 5
1. Тело массой 1 кг движется равномерно по окружности
со скоростью 2 м/с. Определите изменение импульса тела
после того, как оно пройдет четверть окружности.
2. Снаряд, летевший в горизонтальном направлении со
скоростью 600 м/с, разрывается на две части с массами
30 и 10 кг. Большая часть стала двигаться в прежнем на­
правлении со скоростью 900 м/с. Какова величина и на­
правление скорости меньшей части снаряда?
60
СР-9. Работа силы. Мощность
Вариант 1
1. Определите работу силы при равномерном поднятии
груза массой 2 т на высоту 50 см.
2. Кабина лифта массой 500 кг поднимается подъемным
краном на высоту 20 м за 10 с. Определите среднюю мощ­
ность крана, развиваемую при подъеме.
Вариант 2
1. Кран поднимает груз массой 2 т. Какова совершенная
краном работа за первые 5 с, если скорость поднятия
30 м/мин?
2. Сила тяги сверхзвукового самолета при скорости поле­
та 2340 км/ч равна 200 кН. Найдите мощность двигате­
лей самолета в этом режиме полета.
Вариант 3
1. Какую работу совершает человек, поднимающий груз
массой 2 кг на высоту 1,5 м с ускорением 3 м /с2?
2. На какую высоту за минуту может поднять 400 м3 во­
ды насос, развивающий мощность 2 • 103 кВт?
Вариант 4
1. Транспортер, длина которого 10 м, перемещает груз
массой 2 т. Какая работа совершается при равномерном
подъеме груза, если лента транспортера наклонена к го­
ризонту под углом 30°? Сопротивлением движению пре­
небречь.
2. Автомобиль массой 1,5 т движется с постоянной скоро­
стью 27 км/ч. Коэффициент сопротивления движению
равен 0,02. Какую мощность при этом развивает двига­
тель автомобиля?
Вариант 5
1. Какую работу совершает электровоз за 10 мин, переме­
щая по горизонтальному пути состав массой 300 т с по-
61
стоянной скоростью 72 км/ч, если коэффициент трения
равен 0,005?
2. Определите мощность, развиваемую подъемным кра­
ном при равномерном подъеме груза массой 2,5 т на вы­
соту 15 м за 2,5 мин.
СР-10. Потенциальная и кинетическая энергия.
Закон сохранения энергии
Вариант 1
1. Какой потенциальной энергией обладает тело массой
200 кг, поднятое на высоту 15 м?
2. Какова кинетическая и потенциальная энергия тела
массой 3 кг, падающего свободно с высоты 5 м, на рас­
стоянии 2 м от поверхности Земли?
Вариант 2
1. Длина недеформированной пружины равна 15 см.
В результате деформации ее длина удвоилась. Какой за­
пас энергии получила пружина, если ее жесткость
400 Н/м?
2. С какой начальной скоростью надо бросить вниз мяч
с высоты 2 м, чтобы он подпрыгнул на высоту 4 м?
Вариант 3
1. Тело массой 2 кг свободно падает в течение 6 с. Опреде­
лите кинетическую энергию тела в конце падения.
2. При подготовке игрушечного пистолета к выстрелу
пружину жесткостью 800 Н/м сжали на 5 см. Определите
начальную скорость пули массой 20 г при выстреле в го­
ризонтальном направлении.
Вариант 4
1. На пружине подвешен груз массой 300 кг, под дейст­
вием которого она удлинилась на 6 см. Определите запас
энергии деформированной пружины.
62
2. Снаряд массой 12 кг вылетел из орудия с начальной
скоростью 600 м/с, а к моменту попадания в цель его
скорость уменьшилась до 500 м/с. Какова работа сил со­
противления воздуха, совершенная над снарядом в про­
цессе его полета до цели?
Вариант 5
1. На какой высоте потенциальная энергия груза массой
2 т равна 10 кДж?
2. Камень брошен с высоты 2 м под некоторым углом к
горизонту с начальной скоростью 6 м/с. Найдите ско­
рость камня в момент падения на землю.
СР-11. Абсолютно неупругое
и абсолютно упругое столкновение
Вариант 1
1. Шары массой 5 и 1 кг движутся навстречу друг другу
со скоростями 5 м/с. После центрального абсолютно уп­
ругого удара шары движутся в одном направлении, при­
чем скорость первого шара равна 2 м/с. Найдите ско­
рость второго шара после удара.
2. Два неупругих шара массами 1 и 0,5 кг движутся на­
встречу друг другу со скоростями 5 и 4 м/с. Какова будет
их скорость после столкновения?
Вариант 2
1. Платформа массой 10 т движется со скоростью 2 м/с.
Ее нагоняет платформа массой 15 т, движущаяся со ско­
ростью 3 м/с. Какой будет скорость этих платформ после
удара? Удар считать абсолютно неупругим.
2. Протон массой /п, летящий со скоростью v0, столкнул­
ся с неподвижным атомом массой М, после чего стал дви­
гаться в прямо противоположном направлении со скоро­
стью 0,5и0. Найдите скорость атома после взаимодейст­
вия.
63
1. Два неупругих шара массами 6 и 4 кг движутся на­
встречу друг другу со скоростями, соответственно равны­
ми 8 и 3 м/с, направленными вдоль одной прямой. С ка­
кой скоростью будут двигаться шары после абсолютно
неупругого столкновения?
2. Во сколько раз уменьшится скорость атома гелия пос­
ле упругого столкновения с неподвижным атомом водо­
рода, масса которого в 4 раза меньше массы атома гелия?
Вариант 4
1. Шар массой 10 кг катится по горизонтальной поверх­
ности со скоростью 2 м/с и сталкивается с другим шаром,
движущимся ему навстречу со скоростью 1 м/с. В резуль­
тате абсолютно неупругого столкновения шары останови­
лись. Какова масса второго шара?
2. Шар массой 1 кг, двигаясь со скоростью 6 м/с, догоня­
ет шар массой 1,5 кг, движущийся по тому же направле­
нию со скоростью 2 м/с. Найдите скорости шаров после
их абсолютно упругого соударения.
Вариант 5
1. Два неупругих шара массами 6 и 4 кг движутся в од­
ном направлении вдоль одной прямой со скоростями, со­
ответственно равными 8 и 3 м/с. С какой скоростью бу­
дут двигаться шары после абсолютно неупругого столк­
новения?
2. Человек и тележка движутся друг другу навстречу,
причем масса человека в 2 раза больше массы тележки.
Скорость человека равна 2 м/с, а тележки — 1 м/с. Чело­
век вскакивает на тележку и остается на ней. Какова ско­
рость человека вместе с тележкой?
Вариант 3
СР-12. Движение тел в гравитационном поле
Вариант 1
1. Первый в мире летчик-космонавт Ю. А. Гагарин на
космическом корабле двигался по круговой орбите, сред-
64
нее расстояние которой от поверхности Земли составляло
251 км. Определите период обращения корабля вокруг
Земли.
2. Какова первая космическая скорость у поверхности
Солнца, если его масса равна 2 • Ю30 кг, а диаметр Солн­
ца составляет 1,4 • 109 м?
Вариант 2
1. Чему равен период обращения искусственного спутни­
ка, движущегося вокруг Луны на высоте 200 км от ее по­
верхности, если масса Луны равна 7,3 • 1022 кг, а ее ради­
ус составляет 1700 км?
2. Ускорение свободного падения на Венере составляет
0. 9.з, а радиус Венеры равен 0,95_R3. Найдите первую
космическую скорость у поверхности Венеры.
Вариант 3
1. Какую скорость имел на орбите космический корабль,
если период его обращения вокруг Земли равен
88,6 мин? Радиус Земли равен 6400 км, h считать рав­
ной нулю.
2. Найдите период обращения спутника Земли, если он
движется по круговой орбите на высоте, равной радиусу
Земли.
Вариант 4
1. Какова первая космическая скорость для планеты,
масса и радиус которой соответственно в 2 раза больше,
чем у Земли?
2. На какой высоте должен находиться искусственный
спутник Земли, чтобы его период обращения был равен
24 часам?
Вариант 5
1. Период обращения спутника по круговой орбите во­
круг Земли равен 240 мин. Определите высоту орбиты
спутника над Землей. Радиус Земли равен 6400 км.
3 — Марон, 10 кл. 65
2. Два спутника движутся вокруг Земли по круговым ор­
битам на расстоянии 7600 и 600 км от ее поверхности.
Чему равно отношение скорости первого спутника к ско­
рости второго? Радиус Земли равен 6400 км.
СР-13. Динамика свободных
и вынужденных колебаний
Вариант 1
1. Демонстрационная пружина имеет постоянную жест­
кость, равную 10 Н/м. Груз какой массы следует подве­
сить к этой пружине, чтобы период колебаний составлял
5 с?
2. Груз, закрепленный на пружине жесткостью 150 Н/м,
совершает гармонические колебания с амплитудой 4 см
в горизонтальной плоскости. Какова максимальная по­
тенциальная энергия пружины?
Вариант 2
1. Груз массой 200 г, подвешенный к пружине, соверша­
ет 30 колебаний за 1 мин. Определите жесткость пру­
жины.
2. Груз совершает горизонтальные гармонические коле­
бания на пружине жесткостью 250 Н/м. Амплитуда ко­
лебаний 5 см. Найдите полную механическую энергию
гармонических колебаний.
Вариант 3
1. Автомобильные рессоры могут иметь жесткость поряд­
ка 2 • 104 Н/м. Чему будет равен период колебаний, если
на рессоры упадет груз массой 500 кг?
2. Груз, подвешенный к вертикально закрепленной пру­
жине, колеблется с частотой 5 Гц. На сколько окажет­
ся растянутой пружина после прекращения колебаний
груза?
66
1. Груз, неподвижно висевший на пружине, растягивал
ее на 25 мм. Затем груз оттянули вниз и отпустили. Опре­
делите период возникших гармонических колебаний.
2. Груз массой 400 г совершает гармонические колебания
на пружине жесткостью 250 Н/м с амплитудой 15 см.
Найдите максимальную скорость груза.
Вариант 5
1. Чему равна масса груза, который на пружине жестко­
стью 250 Н/м совершает 20 колебаний за 16 с?
2. Какова величина деформации пружины под действием
висящего на ней груза, если период малых колебаний
груза равен 0,6 с?
СР-14. Релятивистская механика
Вариант 1
1. В ракете, движущейся со скоростью 0,96с, было за­
фиксировано время полета 1 год. Сколько времени дол­
жно пройти по подсчетам земного наблюдателя?
2. Два космических корабля движутся относительно Зем­
ли со скоростью 0,75с в противоположных направлени­
ях. Какова их относительная скорость с точки зрения
каждого из космонавтов?
Вариант 2
1. Атомное ядро вылетает из ускорителя со скоростью
0,8с и выбрасывает в направлении своего движения
(3-частицу. Скорость, с которой (3-частица удаляется от
ускорителя, равна 0,95с. Определите скорость р-частицы
относительно ядра.
2. С какой скоростью v должна двигаться система отсчета
K lf чтобы время в ней текло вдвое медленнее, чем в непо­
движной системе отсчета К ?
Вариант 4
з* 67
1. Нестабильная частица движется со скоростью 0,99с.
Во сколько раз при этом увеличится время ее жизни?
2. Электроны, вылетающие из циклотрона, обладают ки­
нетической энергией 0,67 МэВ. Какую долю скорости
света составляет скорость этих электронов?
Вариант 4
1. Какой промежуток времени пройдет на звездолете,
движущемся относительно Земли со скоростью 0,33с, за
50 земных лет?
2. Две частицы удаляются друг от друга со скоростью
0. 8 . относительно земного наблюдателя. Какова относи­
тельная скорость частиц?
Вариант 5
1. Какое время пройдет на Земле, если в ракете, движу­
щейся со скоростью 0,99с относительно Земли, пройдет
10 лет?
2. Мощность общего излучения Солнца равна
3,83 • 1026 Вт. На сколько в связи с этим уменьшается
ежесекундно масса Солнца?
Вариант 3
СР-15. Молекулярная структура вещества
Вариант 1
гг в
1. Определите дефект массы ядра атома лития 3Li, имею­
щего массу 7,01601 а. е. м.
2. Какая энергия выделяется при образовании изотопа
гелия gHe из составляющих его частиц? Масса изотопа
гелия равна 4,0026 а. е. м.
Вариант 2
1. Чему равен дефект массы ядра атома азота ^N , имею­
щего массу 14,0031 а. е. м.?
68
2. Рассчитайте энергию, выделяющуюся при образова­
нии изотопа бора из составляющих его частиц. Масса
изотопа бора равна 10,01294 а. е. м.
Вариант 3
1. Каков дефект массы ядра атома бериллия ^Ве, имею­
щего массу 9,01219 а. е. м.?
2. Найдите энергию, которая выделяется при образова­
нии изотопа водорода из составляющих его частиц.
Масса изотопа водорода равна 2,0141 а. е. м.
Вариант 4
1. Определите дефект массы ядра атома кислорода XgO,
имеющего массу 15,9949 а. е. м.
2. Рассчитайте энергию, которая выделяется при образо­
вании изотопа урана из составляющих его частиц.
Масса изотопа урана равна 235,0439 а. е. м.
Вариант 5
1. Чему равен дефект массы ядра атома углерода ^С,
имеющего массу 12 а. е. м.?
2. Какая энергия выделяется при образовании изотопа
о
водорода jH из составляющих его частиц? Масса изотопа
водорода равна 3,017 а. е. м.
СР-16. Температура. Основное уравнение
молекулярно-кинетической теории
Вариант 1
1. Вычислите среднюю квадратичную скорость молекул
азота при 0 °С.
2. Какой объем занимает газ при давлении 2 • 105 Па, ес­
ли его масса равна 1 кг, а средняя квадратичная скорость
молекул равна 600 м/с?
69
1. Рассчитайте давление, которое производят молекулы
газа на стенки сосуда, если масса газа 3 г, объем 0,5 х
х 10_3 м3, а средняя квадратичная скорость молекул
500 м/с.
2. Определите, при какой температуре средняя квадра­
тичная скорость молекул кислорода равна 500 м/с.
Вариант 3
1. Какова средняя квадратичная скорость молекул гелия
при 27 °С?
2. Сколько молекул содержится в 2 м3 газа при давлении
150 кПа и температуре 27 °С?
Вариант 4
1. При какой температуре средняя квадратичная ско­
рость молекул азота равна второй космической скорости
для Земли?
2. Чему равна концентрация молекул кислорода, если
давление его равно 0,2 МПа, а средняя квадратичная ско­
рость молекул составляет 700 м/с?
Вариант 5
1. При какой температуре средняя квадратичная ско­
рость молекул азота равна 943 м/с?
2. Определите среднюю квадратичную скорость движе­
ния молекул газа, который занимает объем 5 м3 при дав­
лении 2 • 105 Па и имеет массу 6 кг.
СР-17. Уравнение Клапейрона— Менделеева.
Изопроцессы
Вариант 2
Вариант 1
1. В баллоне объемом 100 л находится 2 г кислорода при
температуре 47 °С. Каково давление газа в баллоне?
70
2. Во сколько раз увеличится объем пузырька воздуха,
поднявшегося при постоянной температуре с глубины
8 км на поверхность? Атмосферное давление нормальное.
Вариант 2
1. При изотермическом процессе объем газа увеличился
в 6 раз, а давление уменьшилось на 50 кПа. Определите
конечное давление газа.
2. Найдите объем водорода массой 1 кг при температуре
27 °С и давлении 100 кПа.
Вариант 3
1. Какова плотность азота при температуре 27 °С и давле­
нии 100 кПа?
2. В процессе изобарного нагревания объем газа увели­
чился в 2 раза. На сколько градусов нагрели газ, если его
начальная температура равна 273 °С?
Вариант 4
1. В процессе изохорного охлаждения давление газа
уменьшилось в 3 раза. Какой была начальная температу­
ра газа, если конечная температура стала равной 27 °С?
2. В баллоне объемом 200 л находился гелий под давле­
нием 100 кПа при температуре 17 °С. После подкачива­
ния гелия его давление поднялось до 300 кПа, а темпера­
тура увеличилась до 47 °С. На сколько увеличилась мас­
са гелия?
Вариант 5
1. При давлении 105 Па и температуре 15 °С воздух имеет
объем 2 л. При каком давлении воздух данной массы зай­
мет объем 4 л, если температура его станет равной 20 °С? 2
2. В процессе изобарного охлаждения объем идеального
газа уменьшился в 2 раза. Какова конечная температура
газа, если его начальная температура равна 819 °С? Мас­
са газа постоянна.
71
СР-18. Внутренняя энергия.
Работа газа при изопроцессах
Вариант 1
1. Какова внутренняя энергия 10 моль одноатомного газа
при 27 °С?
2. Азот массой 280 г был нагрет при постоянном давле­
нии на 100 °С. Определите работу, которую совершает газ
при расширении.
Вариант 2
1. Сравните внутренние энергии аргона и гелия при оди­
наковой температуре. Массы газов одинаковы.
2. Определите работу, которую совершил 1 кг углекисло­
го газа при изобарном нагревании от 268 до 400 К.
Вариант 3
1. Какова внутренняя энергия одноатомного газа, зани­
мающего при температуре 400 К объем 2,5 л, если кон­
центрация его молекул 1020 см-3?
2. Газ, расширяясь изобарно при давлении 2 • 102 *5 Па, со­
вершает работу 200 Дж. Определите первоначальный
объем газа, если его конечный объем оказался равным
2,5 л.
Вариант 4
1. Чему равна концентрация молекул идеального одно­
атомного газа в сосуде объемом 2 л при температуре
27 °С, если внутренняя энергия его равна 300 Дж?
2. В цилиндре объемом 24 л находится газ, который изо­
барно расширяется под давлением 5 • 105 Па. Каков ко­
нечный объем газа, если при его расширении совершает­
ся работа в 1,5 кДж?
Вариант 5
1. Какую работу совершит воздух, расширяясь изобарно
при давлении 2 • 105 Па, если его нагреть на 17 °С? Перво-
72
начальный объем воздуха равен 15м3, а его температура
равна О °С.
2. Воздух массой 90 кг нагревается от 10 до 20 °С. Каково
изменение внутренней энергии воздуха, если его считать
двухатомным идеальным газом?
СР-19. Первый закон термодинамики
Вариант 1
1. Для изобарного нагревания 800 моль газа на 500 К ему
сообщили 9,4 МД ж теплоты. Определите работу газа и
изменение его внутренней энергии.
2. Одноатомный идеальный газ массой 20 г при расшире­
нии без теплообмена совершил работу 249 Дж. На сколь­
ко градусов изменилась температура газа? Молярная
масса газа 0,04 кг/моль.
Вариант 2
1. Как и на сколько изменилась внутренняя энергия газа,
если при его адиабатном сжатии над ним была совершена
работа 200 Дж?
2. Какую работу совершил идеальный одноатомный газ и
как при этом изменилась его внутренняя энергия при
изобарном нагревании двух молей газа на 50 К? Какое
количество теплоты получил газ в процессе теплообмена?
Вариант 3
1. При изобарном охлаждении на 100 К внутренняя энер­
гия одноатомного идеального газа уменьшилась на
1662 кДж. Рассчитайте работу, которую совершил при
этом газ, и определите количество теплоты, которое было
им передано окружающим телам.
2. При подведении к двум молям одноатомного идеально­
го газа 300 Дж теплоты его температура увеличилась на
10 К. Какую работу при этом совершил газ?
73
1. Одноатомный идеальный газ, взятый в количестве
двух молей, расширяется без теплообмена с окружающей
средой. Температура газа в ходе расширения уменьши­
лась на 10 °С. Определите работу, совершенную газом.
2. Одноатомный идеальный газ, взятый в количестве
одного моля, нагревают на 1 °С первый раз изобарно,
второй — изохорно. На сколько больше энергии было пе­
редано газу в первом процессе, чем во втором?
Вариант 5
1. Один моль одноатомного идеального газа находится в
закрытом баллоне при температуре 27 °С. Какое количе­
ство теплоты необходимо сообщить газу, чтобы повысить
его давление в 3 раза?
2. Одноатомный идеальный газ некоторой массы нагрева­
ют на 1 К первый раз изохорно, второй — изобарно. Най­
дите отношение количества теплоты, полученного газом
в первом процессе, к количеству теплоты, полученному
газом во втором процессе.
СР-20. Тепловые двигатели
Вариант 1
1. Чему равен максимальный КПД идеального теплового
двигателя, если температура нагревателя равна 455 °С,
а холодильника — 273 °С?
2. Тепловой двигатель совершает за цикл работу 100 Дж.
Какое количество теплоты получено при этом от нагрева­
теля, если КПД двигателя 20% ?
Вариант 2
1. Максимальный КПД идеального теплового двигателя
равен 20%. Найдите температуру нагревателя, если тем­
пература холодильника 27 °С.
Вариант 4
74
2. Определите КПД теплового двигателя, если количест­
во теплоты, полученное от нагревателя, в 4 раза превы­
шает количество теплоты, отданное холодильнику.
Вариант 3
1. Определите КПД идеального теплового двигателя, ес­
ли температура нагревателя 400 К, а холодильника —
300 К.
2. КПД теплового двигателя равен 15% . Какое количест­
во теплоты передано от нагревателя рабочему телу за вре­
мя, в течение которого совершена работа 150 Дж?
Вариант 4
1. Какова разность температур нагревателя и холодиль­
ника идеального теплового двигателя, если температура
нагревателя равна 400 К, а максимальное значение КПД
равно 20%?
2. Определите КПД теплового двигателя, если количест­
во теплоты, полученное от нагревателя, в 5 раз превыша­
ет количество теплоты, отданное холодильнику.
Вариант 5
1. Во сколько раз увеличится КПД идеального теплового
двигателя, если температура нагревателя повысится от
400 до 600 К? Температура холодильника 300 К.
2. Определите КПД теплового двигателя, если количест­
во теплоты, полученное от нагревателя за цикл, равно
500 Дж, а количество теплоты, отданное холодильнику
за цикл, составляет 400 Дж.
СР-21. Испарение и конденсация. Насыщенный пар.
Влажность воздуха
Вариант 1
1. Какое количество теплоты потребуется для обращения
в пар 200 г воды, взятой при температуре 20 °С? Удель­
ная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг • °С), удельная
теплота парообразования воды равна 2,3 МДж/кг.
75
2. Давление водяного пара в воздухе при температуре
25 °С равно 2,2 кПа. Определите относительную влаж­
ность воздуха, если давление насыщенного пара при этой
температуре равно 3,17 кПа.
Вариант 2
1. Какое количество теплоты выделится при конден­
сации стоградусного водяного пара, если масса пара
2,5 кг? Удельная теплота парообразования воды равна
2,3 МДж/кг.
2. Температура воздуха равна 16 °С, точка росы 6 °С.
Определите относительную влажность воздуха. Давление
насыщенного пара при 16 °С равно 1,813 кПа, а при тем­
пературе 6 °С — 0,933 кПа.
Вариант 3
1. Какое количество теплоты потребуется, чтобы 1 кг
воды, взятой при 0 °С, обратить в стоградусный пар?
Удельная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг • °С),
удельная теплота парообразования воды — 2,3 МДж/кг.
2. Относительная влажность воздуха вечером при темпе­
ратуре 15 °С равна 60%. Выпадет ли роса, если ночью
температура понизится до 8 °С? Давление насыщенного
пара при 8 °С равно 1,06 кПа, а при температуре 15 °С —
1,71 кПа.
Вариант 4
1. На сколько градусов нагреется 10 кг воды за счет энер­
гии, выделяющейся при конденсации 1 кг пара? Удель­
ная теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг • °С), удельная
теплота парообразования воды равна 2,3 МДж/кг.
2. Воздух при температуре 30 °С имеет точку росы при
13 °С. Какова относительная влажность воздуха при
30 °С? Давление насыщенного пара при 30 °С равно
4,24 кПа, а при температуре 13 °С — 1,493 кПа.
76
1. Какое количество теплоты потребуется для обращения
в пар 50 г ртути, взятой при температуре 27 °С? Темпера­
тура кипения ртути 357 °С, удельная теплоемкость ртути
равна 130 Дж/(кг • °С), удельная теплота парообразова­
ния воды равна 0,3 МДж/кг.
2. Относительная влажность воздуха при 20 °С равна
58% . Выпадет ли ночью роса, если температура опустит­
ся до 10 °С? Давление насыщенного пара при 20 °С равно
2,33 кПа, а при температуре 10 °С — 1,23 кПа.
СР-22. Поверхностное натяжение.
Смачивание, капиллярность
Вариант 1
1. Какую работу необходимо совершить, чтобы увели­
чить площадь поверхности мыльной пленки на 10 см2,
если коэффициент поверхностного натяжения мыльного
раствора равен 33 мН/м?
2. Спирт поднялся в капиллярной трубке на 12 мм. Най­
дите радиус трубки. Коэффициент поверхностного натя­
жения спирта равен 22 мН/м, плотность спирта —
800 кг/м3.
Вариант 5
Вариант 2
1. Коэффициент поверхностного натяжения керосина ра­
вен 24 мН/м. Какую работу совершат силы поверхност­
ного натяжения, если поверхностный слой керосина
уменьшится на 20 см2?
2. Найдите коэффициент поверхностного натяжения во­
ды, если в капилляре диаметром 1 мм она поднимается
на высоту 32,6 мм.
Вариант 3
1. Рассчитайте коэффициент поверхностного натяжения
масла, если при пропускании через пипетку 3,6 г масла
получено 304 капли. Диаметр шейки пипетки равен
1,2 мм.
77
2. Каким должен быть диаметр капиллярной трубки,
чтобы вода поднималась в ней на 1 мм? Коэффициент по­
верхностного натяжения воды равен 73 мН/м.
Вариант 4
1. С помощью пипетки отмерили 152 капли минерально­
го масла. Их масса оказалась равной 1,82 г. Каков диа­
метр шейки пипетки, если коэффициент поверхностного
натяжения минерального масла равен 30 мН/м?
2. В спирт опущена трубка диаметром 0,5 мм. На какую
высоту поднимется спирт в трубке? Коэффициент по­
верхностного натяжения спирта равен 22 мН/м, плот­
ность спирта равна 800 кг/м3.
Вариант 5
1. Какую работу нужно совершить, чтобы выдуть мыль­
ный пузырь диаметром 12 см? Коэффициент поверхност­
ного натяжения мыла равен 40 мН/м.
2. Фитиль поднимает воду на высоту 80 мм. На какую
высоту по тому же фитилю поднимается спирт? Коэффи­
циент поверхностного натяжения спирта равен 22 мН/м,
плотность спирта равна 800 кг/м3, коэффициент поверх­
ностного натяжения воды равен 73 мН/м.
СР-23. Кристаллизация и плавление твердых тел.
Механические свойства твердых тел
Вариант 1
1. Кусок льда массой 4 кг при температуре -2 0 °С опус­
тили в воду, имеющую температуру 80 °С. Масса во­
ды 10 кг. Какую температуру будет иметь вода, когда
весь лед растает? Удельная теплоемкость воды рав­
на 4200 ДжДкг • °С), удельная теплоемкость льда —
2100 ДжДкг • °С), удельная теплота плавления льда —
340 кДж/кг.
2. Какого диаметра должен быть стальной стержень для
крюка подъемного крана с грузоподъемностью 80 кН при
78
восьмикратном запасе прочности? Разрушающее напря­
жение материала стержня равно 600 Н/мм2.
Вариант 2
1. В калориметр, содержащий лед массой 100 г при тем­
пературе 0 °С, впустили пар, температура которого
100 °С. Сколько воды окажется в калориметре после то­
го, как весь лед растает? Удельная теплоемкость воды
равна 4200 Дж/(кг • °С), удельная теплота парообразова­
ния воды — 2,3 МДж/кг, удельная теплота плавления
льда — 340 кДж/кг.
2. Какой груз был подвешен на стальном тросе диа­
метром 3 см при запасе прочности, равном 10, если пре­
дел прочности стали 700 МПа?
Вариант 3
1. Какое количество теплоты необходимо для того, чтобы
8 кг льда при -30 °С довести до точки плавления, распла­
вить и образовавшуюся воду нагреть до 60 °С? Удельная
теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг • °С), удельная
теплоемкость льда — 2100 Дж/(кг • °С), удельная теплота
плавления льда — 340 кДж/кг.
2. Какой высоты можно построить кирпичную стену
при запасе прочности 6, если предел прочности кирпича
6 Н/мм2? Плотность кирпича 2000 кг/м 3 *.
Вариант 4
1. Какое количество теплоты нужно затратить, чтобы
6 кг льда при -2 0 °С обратить в пар с температу­
рой 100 °С? Удельная теплоемкость воды равна
4200 Дж/(кг • °С), удельная теплоемкость льда —
2100 Дж/(кг • °С), удельная теплота плавления льда —
340 кДж/кг, удельная теплота парообразования воды —
2,3 МДж/кг.
2. Деревянная свая высотой 3 м имеет поперечное сече­
ние 300 см2. Каково абсолютное сжатие сваи под действи­
ем удара силой 500 кН? Модуль Юнга дерева равен
Ю10 Па.
79
1. В воду массой 500 г положили лед, температура кото­
рого 0 °С. Начальная температура воды 10 °С. Сколько
нужно взять льда, чтобы он только растаял? Удельная
теплоемкость воды равна 4200 Дж/(кг • °С), удельная
теплота плавления льда — 340 кДж/кг.
2. Стальную полоску шириной 16 см и толщиной 12 мм
растягивают силой 200 кН. С каким запасом прочности
работает полоса, если предел прочности стали, из кото­
рой она изготовлена, равен 4,2 • 108 Па?
СР-24. Механические и звуковые волны
Вариант 1
1. Определите скорость распространения волн в воде, ес­
ли источник волн колеблется с периодом 5 мс. Длина
волны 7 м.
2. Скорость распространения волны в струне 600 м/с,
длина струны 60 см. Найдите собственную частоту основ­
ного тона.
Вариант 5
Вариант 2
1. Колебания, имеющие частоту 500 Гц, распространяют­
ся в воздухе. Длина волны 70 см. Найдите скорость рас­
пространения колебаний. 2
2. Скорость распространения звука в стали равна 5 км/с.
Какова длина звуковой волны, которая распространяется
в стали, если частота колебаний равна 4 кГц?
Вариант 3
1. Лодка качается в море на волнах, распространяющих­
ся со скоростью 2 м/с. Расстояние между ближайшими
гребнями волны 6 м. Какова частота ударов волн о кор­
пус лодки?
2. За какой промежуток времени звуковая волна распро­
странится в воде на расстояние 29 км, если ее длина рав­
на 7,25 м, а частота колебаний — 200 Гц?
80
1. На озере в безветренную погоду с лодки бросили тяже­
лый якорь. От места бросания якоря пошли волны. Чело­
век, стоящий на берегу, заметил, что волна дошла до него
через 50 с, расстояние между соседними гребнями волн
50 см, а за 5 с было 20 всплесков о берег. Как далеко на­
ходилась лодка от берега?
2. Длина звуковой волны в воздухе 2 м, а ее скорость —
340 м/с. Чему равна длина этой волны при переходе ее
в воду, если скорость звука в воде 1,36 км/с?
Вариант 5
1. Рыболов заметил, что за 10 с поплавок совершил на
волнах 20 колебаний, а расстояние между соседними
гребнями волн равно 1,2 м. Какова скорость распростра­
нения волн?
2. На каком расстоянии от наблюдателя произведен вы­
стрел из пушки, если звук выстрела слышен через 9 с
после вспышки? Скорость звука в воздухе равна 340 м/с.
СР-25. Закон сохранения заряда. Закон Кулона
Вариант 1
1. Два одинаковых металлических шарика с зарядами
1 мкКл и 3 мкКл привели в соприкосновение и развели
на расстояние, вдвое большее первоначального. Найдите
отношение первоначальной силы кулоновского взаимо­
действия шариков к конечной.
2. Величину каждого из двух одинаковых точечных заря­
дов уменьшили в 2 раза, а расстояние между ними умень­
шили в 4 раза. Найдите отношение конечной силы их
взаимодействия к начальной.
Вариант 2
1. Во сколько раз надо изменить величину одного из двух
точечных зарядов, чтобы при увеличении расстояния
между ними в 2 раза сила их взаимодействия не измени­
лась?
Вариант 4
81
2. Два одинаковых заряженных шарика, имеющих заря­
ды соответственно -5 мкКл и 25 мкКл, приводят в сопри­
косновение и вновь разводят на прежнее расстояние. Во
сколько раз изменилась сила их взаимодействия?
Вариант 3
1. Два точечных заряда притягиваются с силой 4 мН,
когда расстояние между ними равно 30 см. После того
как их на короткое время привели в соприкосновение и
вновь поместили на прежнее расстояние, сила электриче­
ского взаимодействия стала равной 2,25 мН. Определите
заряды шариков до их соприкосновения.
2. Заряды 40 нКл и -10 нКл расположены на расстоянии
10 см друг от друга. Где надо поместить заряд, равный
40 нКл, чтобы система находилась в равновесии?
Вариант 4
1. Два одинаковых точечных заряда находятся на расстоя­
нии 60 см. Их заряды равны 4 • 10-7 Кл и 0,8 • 10-7 Кл. Ша­
рики приводят в соприкосновение, а затем удаляют на
прежнее расстояние. Определите силу их взаимодейст­
вия после соприкосновения.
2. В вершинах квадрата со стороной а помещены заряды
по 10_6 Кл. Какой отрицательный заряд нужно помес­
тить в точке пересечения диагоналей, чтобы вся система
находилась в равновесии?
Вариант 5
1. Два одинаковых заряженных шарика, имеющих заря­
ды соответственно 5 мкКл и 25 мкКл, приводят в сопри­
косновение и вновь разводят на прежнее расстояние. Во
сколько раз изменилась сила их взаимодействия?
2. Два закрепленных заряда qx = 1,1 • 10-9 Кл и q2 =
= 4,4*10_9Кл находятся на расстоянии 12 см друг от
друга. Где надо поместить третий заряд, чтобы он нахо­
дился в равновесии?
82
Вариант 1
1. Два точечных заряда 2 мкКл и 1 мкКл расположены на
расстоянии 2 м друг от друга. Чему равна величина на­
пряженности электростатического поля в середине отрез­
ка, соединяющего ряды?
2. Одноименные заряды по 0,1 мкКл каждый находятся
на расстоянии 6 см друг от друга. Найдите напряжен­
ность поля в точке, удаленной на 5 см от каждого из за­
рядов.
СР-26. Напряженность электростатического поля
Вариант 2
1. Между зарядами +q и +9# расстояние 8 см. На каком
расстоянии от первого заряда находится точка, в которой
напряженность поля равна нулю?
2. Два заряда qY = 2,7*10_8Кл и
q2 = -6 ,4 • 10“8 Кл расположены на
концах гипотенузы в точках А и В
(рис. 58). Определите напряжен­
ность электрического поля в точ­
ке С, если АС = 9 см, СВ = 12 см,
АВ = 15 см.
С
Вариант 3
1. Между двумя точечными зарядами +4 • 10-9 Кл и
-5 • 10-9 Кл расстояние 60 см. Найдите напряженность
в средней точке между зарядами.
2. Разноименные заряды по 0,1 мкКл каждый находятся
на расстоянии 6 см друг от друга. Найдите напряжен­
ность поля в точке, удаленной на 5 см от каждого из за­
рядов.
Вариант 4
1. Два заряда, один из которых в 4 раза больше другого,
расположены на расстоянии а друг от друга. В какой точ­
ке пространства напряженность поля равна нулю, если
заряды одноименные?
83
2. Расстояние между двумя точечными зарядами ql —
= 8 • 10~9 Кл и q2 = -6 • 10-9 Кл равно 5 см. Какова напря­
женность поля в точке, находящейся на расстоянии 4 см
от заряда qx и 3 см от заряда д2?
Вариант 5
1. Два заряда, один из которых в 4 раза больше другого,
расположены на расстоянии а друг от друга. В какой точ­
ке пространства напряженность поля равна нулю, если
заряды разноименные?
2. Расстояние между зарядами 6,4 • 10_6 Кл и -6,4 • 10_6 Кл
равно 12 см. Найдите напряженность поля в точке, уда­
ленной на 8 см от каждого из зарядов.
СР-27. Работа сил электростатического поля.
Потенциал
Вариант 1
1. Электростатическое поле образовано зарядом 1,7 х
х 10-8 Кл. Рассчитайте, какую работу надо совершить,
чтобы заряд 4 • 10-9 К л перенести из точки, удаленной от
первого заряда на 50 см, в точку, удаленную от этого же
заряда на 5 см.
2. Какую скорость может сообщить электрону, находя­
щемуся в состоянии покоя, ускоряющая разность потен­
циалов в 1000 В? Масса электрона равна 9,1 • 10-31 кг, за­
ряд электрона — 1,6 • 10-19 Кл.
Вариант 2
1. Два точечных заряда 4 • 10_6 Кл и 8 • 10_6 К л находятся
на расстоянии 80 см друг от друга. На сколько изменится
потенциальная энергия их взаимодействия, если рас­
стояние между ними будет равно 1,6 м?
2. Шарик массой 1,6 кг и зарядом 4 • 10~8 Кл движется из
точки с потенциалом 1400 В в точку, потенциал которой
84
равен нулю. Найдите начальную скорость шарика, если
его конечная скорость равна 0,4 м/с.
Вариант 3
1. Определите работу, которую надо совершить, чтобы
сблизить два точечных заряда до расстояния 25 см,
если их величины соответственно равны 2 • 10-8 Кл
и 3 • 10~9 Кл, а первоначальное расстояние между ними
равно 60 см.
2. Частица массой 1 мг и зарядом -0 ,5 мКл, имеющая
скорость 1 км/с, влетает в однородное электростатиче­
ское поле напряженностью 100 Н/Кл в направлении
силовых линий поля. Какой путь она пролетит до оста­
новки?
Вариант 4
1. Напряженность однородного электростатического по­
ля равна 5 • 106 Н/Кл. Какую работу совершит поле по пе­
ремещению заряда 2 • 10~8 Кл на 20 см по направлению
линий напряженности электростатического поля?
2. Электрон, пролетая в электростатическом поле из точ­
ки А в точку Б, увеличил скорость с 1000 до 3000 км/с.
Найдите разность потенциалов между точками А и В.
Масса электрона равна 9,1 • 10-31 кг.
Вариант 5
1. Точечный заряд q = 2 мкКл перемещается в поле отри­
цательного заряда Q по некоторой траектории. Перво­
начальное расстояние между зарядами равно 60 см,
конечное — 30 см. Работа, совершенная электростатиче­
ским полем над зарядом q, равна -0,09 Дж. Рассчитайте
величину заряда Q.
2. Электрон летит от точки А к точке Б, между которыми
разность потенциалов равна 100 В. Какую скорость будет
иметь электрон в точке Б, если его скорость в точке А
была равна нулю?
85
Вариант 1
1. Два точечных заряда взаимодействуют в среде с ди­
электрической проницаемостью 81 на расстоянии 20 см.
На какое расстояние нужно поместить эти заряды в среде
с диэлектрической проницаемостью, равной 2, чтобы си­
ла их взаимодействия осталась прежней?
2. Металлический шар радиусом 5 см, заряженный до по­
тенциала 20 В, окружили незаряженной концентриче­
ской проводящей оболочкой радиусом 10 см. Чему станет
равен потенциал шара, если внешнюю оболочку зазем­
лить?
СР-28. Диэлектрики и проводники
в электростатическом поле
Вариант 2
1. Во сколько раз надо изменить значение каждого из
двух одинаковых зарядов, чтобы при погружении в воду
сила их взаимодействия при том же расстоянии между
ними была такая же, как в воздухе? Диэлектрическая
проницаемость воды равна 81.
2. На двух проводящих концентрических сферах с ради­
усами 10 см и 50 см находятся одинаковые заряды по
0. 02.мкКл. Найдите напряженность электростатического
поля на расстоянии 30 см от общего центра сфер. Ди­
электрическая проницаемость керосина равна 2,1.
Вариант 3
1. Маленький заряженный шарик погрузили в керосин.
На каком расстоянии от шарика напряженность поля бу­
дет такая же, какая была в воздухе на расстоянии 29 см?
2. Металлический шар радиусом 10 см, заряженный до
потенциала 50 В, окружают концентрической проводя­
щей сферой радиусом 20 см. Чему станет равен потенци­
ал шара, если сферу заземлить?
Вариант 4
1. Во сколько раз надо изменить значение каждого из
двух одинаковых зарядов, чтобы при погружении их в
керосин сила взаимодействия при том же расстоянии
86
между ними осталась бы такая же, как в воздухе? Ди­
электрическая проницаемость керосина равна 2,1.
2. На двух проводящих концентрических сферах с ради­
усами 20 см и 40 см находятся заряды 0,2 мкКл и
-0,3 мкКл соответственно. Найдите напряженность элек­
тростатического поля на расстоянии 60 см от поверхно­
сти внешней сферы.
Вариант 5
1. Два заряженных шарика, подвешенные на нитях оди­
наковой длины, опускают в керосин с диэлектрической
проницаемостью 2,1. Какой должна быть плотность ма­
териала шариков, чтобы угол расхождения в воздухе и в
керосине был один и тот же?
2. Сто одинаковых шарообразных капелек ртути одно­
именно заряжены до одного и того же потенциала 3 В.
Каков будет потенциал большой капли ртути, получив­
шейся в результате слияния этих капель?
СР-29. Электроемкость.
Энергия электростатического поля
Вариант 1
1. Определите толщину диэлектрика конденсатора, элек­
троемкость которого 1400 пФ, площадь перекрывающих
друг друга пластин 1,4 • 10_3 м2. Диэлектрик — слюда
(е = 6).
2. Площадь каждой пластины плоского конденсатора
200 см2, а расстояние между ними 1 см. Найдите энергию
электростатического поля, если напряженность поля
равна 5 • 105 Н/Кл?
Вариант 2
1. Плоский воздушный конденсатор состоит из двух
пластин. Определите емкость конденсатора, если пло­
щадь каждой пластины 10~2 м2, а расстояние между ни­
ми 5 • 10~3 м. Как изменится емкость конденсатора при
погружении его в глицерин (е = 56,2)?
2. Площадь пластины слюдяного конденсатора 36 см2,
толщина слоя диэлектрика 0,14 см. Вычислите энергию
87
электростатического поля конденсатора, если разность
потенциалов на его пластинах 300 В, а диэлектрическая
проницаемость слюды равна 7.
Вариант 3
1. Диэлектриком в конденсаторе служит парафиниро­
ванная бумага толщиной 0,15 мм с пробивной напряжен­
ностью 15*106Н/Кл. Каково максимально допустимое
напряжение, которое можно подвести к конденсатору
при запасе электрической прочности 2,25?
2. Конденсатор емкостью 8 мкФ подключен к источнику
тока напряжением 100 В. Вычислите работу, совершен­
ную при вдвигании в конденсатор пластины с диэлектри­
ческой проницаемостью, равной 4. Пластина заполняет
весь объем конденсатора.
Вариант 4
1. Плоский конденсатор состоит из двух прямоугольных
пластин длиной 20 см и шириной 10 см. Расстояние меж­
ду пластинами равно 2 мм. Какой наибольший заряд
можно сообщить конденсатору, если допустимая раз­
ность потенциалов не более 3000 В, а диэлектриком яв­
ляется слюда (е = 6)?
2. Определите электроемкость конденсатора, для изго­
товления которого использовали ленту алюминиевой
фольги длиной 2 м и шириной 0,1 м. Толщина парафи­
нированной бумаги равна 0,1 мм. Какая энергия запасе­
на в конденсаторе, если он заряжен до рабочего напряже­
ния 400 В? Диэлектрическая проницаемость парафина
равна 2,1.
Вариант 5
1. Разность потенциалов между пластинами плоского
воздушного конденсатора 150В. Площадь каждой плас­
тины 1,2 • 10-2 м2, заряд — 5 • 10~9 Кл. На каком расстоя­
нии друг от друга находятся пластины?
2. Площадь пластин плоского воздушного конденсатора
равна 10~2 м2, расстояние между ними 5 мм. До какой
разности потенциалов был заряжен конденсатор, если
при его разрядке выделилось 4,2 • 10_3 Дж энергии?

 

 

Категория: Физика | Добавил: Админ (08.04.2016)
Просмотров: | Теги: Марон | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar