Колебания Задачи контрольной работы Примеры решения задач. Молекулярная физика и термодинамика Электростатика и постоянный ток Волновая оптика Физика атома и основы физики ядра

Примеры решения задач контрольной по физике

ЭЛЕКТРОСТАТИКА И ПОСТОЯННЫЙ ТОК

Основные физические величины и законы

Закон Кулона ,

где   – сила взаимодействия двух точечных зарядов  и  в среде с диэлектрической проницаемостью .  – электрическая постоянная ,  – расстояние между зарядами.

Напряженность  и потенциал  в точках электрического поля

 ; ; ,

где  – сила, действующая со стороны электрического поля на точечный заряд , помещенный в рассматриваемую точку;  – потенциальная энергия заряда   в этой точке поля;  – работа перемещения заряда  из рассматриваемой точки поля за его пределы;  – работа перемещения заряда  между точками 1 и 2.

Напряженность и потенциал электрического поля точечного заряда   в точках на расстоянии  от заряда

  ; .

Для точек электрического поля вблизи () заряженной плоскости

 ; ,

где  – поверхностная плотность заряда плоскости ;  – заряд плоскости;  – площадь плоскости;  – расстояние от плоскости до точек 1 и 2.

Для точек электрического поля вблизи () заряженного цилиндра (нити) длины

  ; ; ;  при ,

где  – линейная плотность заряда цилиндра (нити) ;  – радиус цилиндра;  – заряд цилиндра (нити).

Принцип суперпозиции электрических полей

 ; ,

где  и  – напряженность и потенциал итогового электрического поля, образующегося при сложении полей с напряженностями  и потенциалами  в рассматриваемой точке.

Электроемкость уединенного проводника

 ,

где  – заряд проводника,  – потенциал проводника.

Энергия уединенного заряженного проводника

 .

Энергия взаимодействия системы точечных зарядов

 ,

где  – потенциал электрического поля, создаваемого всеми зарядами кроме i-го, в той точке, где находится заряд .

Электроемкость конденсатора

  ; ,

где  – заряд конденсатора,  – напряжение на обкладках конденсатора,   – потенциалы обкладок конденсатора.

Электроемкость плоского конденсатора

  ,

где  – площадь каждой пластины конденсатора,  – расстояние между пластинами.

Энергия заряженного конденсатора

 .

Объемная плотность энергии электрического поля

 .

Электроемкость системы конденсаторов при параллельном и последовательном соединении

 ; ,

где  – емкость i-го конденсатора,  – число конденсаторов.

Сила и плотность постоянного электрического тока

 ; ,

где  – заряд, проходящий через сечение проводника за время ,   – площадь сечения проводника.

Для изменяющегося тока

 .

Сопротивление однородного проводника

 ,

где   – удельное сопротивление материала проводника,  – длина проводника.

Сопротивление проводников при параллельном и последовательном соединении

 ; ,

где  – сопротивление i-го проводника,  – число проводников.

Электродвижущая сила  источника тока

 ,

где  – работа сторонних сил, по перемещению заряда   внутри источника тока.

Закон Ома:

для однородного участка цепи

; ,

 Рисунок 6.

для неоднородного участка цепи

,

  Рисунок 7.

для замкнутой цепи

 ,

 Рисунок 8.

где  и  – потенциалы начальной и конечной точек участка цепи,  – внутреннее сопротивление источника тока.

Работа тока на участке цепи за время

 .

Мощность тока .

Закон Джоуля-Ленца

 ,

где   – количество теплоты, выделяющееся на участке цепи с сопротивлением  за время  при токе .

Правила Кирхгофа

 ; ,

где  – силы токов в каждом из  проводников, сходящихся в рассматриваемом узле цепи;  – токи и сопротивления участков цепи произвольного замкнутого контура;  – число участков цепи, на которые этот контур разбивается узлами;  – э.д.с. источников тока, имеющихся в рассматриваемом контуре.;  – число источников тока в контуре.

Пример 1. К бесконечной, равномерно заряженной, вертикальной плоскости подвешен на нити одноименно заряженный шарик массой   и зарядом , Натяжение нити, на которой висит шарик, . Найти поверхностную плотность заряда на плоскости.

Пример 3. К воздушному конденсатору, заряженному до разности потенциалов   и отключенному от источника напряжения, присоединен параллельно второй конденсатор таких же размеров и формы, но с другим диэлектриком (стекло). Определить диэлектрическую проницаемость ε стекла, если после присоединения второго конденсатора разность потенциалов уменьшилась до .

Пример 5. Сила тока в проводнике сопротивлением   нарастает в течение времени   по линейному закону от  до   (рисунок 10). Определить теплоту Q1, выделившуюся в этом проводнике за первую и Q2 —за вторую секунды, а также найти отношение .

Электростатика

Пример 1. Два заряда q1 = 1∙10-8 Кл и q2 = 1,6∙10-7 Кл помещены на расстоянии 5 см друг от друга. Определить напряженность поля в точке, удаленной от первого заряда на 3 см и от второго на 4 см.

Постоянный ток

Коэффициент пропускания раствора . Чему равна его оптическая плотность D?

Решение

Оптическая плотность и коэффициент пропускания связаны соотношением

.

Примеры решения задач по физике