Физика. Электричество и магнетизм. Тестовые задания к экзамену (стр. 6 )

2.37 К источнику с ЭДС, равной , и внутренним сопротивлением присоединили сопротивление . При этом амперметр показал силу тока . Если же к источнику присоединить последовательно ещё один источник с такой же ЭДС, но с внутренним сопротивлением , то сила тока в том же сопротивлении окажется равной . Определите внутреннее сопротивление и ЭДС источника .

а); б); в);

г) ; д) .

2.38 В схеме (см. рис.) ЭДС каждого элемента , внутреннее сопротивление . Полученная батарея замкнута на внешнее сопротивление и дает во внешнюю цепь ток . Найдите сопротивление .

а); б); в); г); д) .

2.39 Два одинаковых резистора сопротивлением и резистор сопротивлением подключены к источнику ЭДС (см. рис.). К участку подключён плоский конденсатор ёмкостью . Заряд на обкладках конденсатора равен . Определите ЭДС источника, пренебрегая его внутренним сопротивлением.

а); б) ; в) ; г) ; д) .

2.40 Конденсатор ёмкостью подключён последовательно с резистором к источнику с электродвижущей силой (см. рис.). Найти закон изменения со временем заряда на обкладках конденсатора. Определить работу, совершаемую источником при зарядке конденсатора и количество теплоты, выделяющейся при этом в цепи. Определить время, в течение которого заряд увеличивается в раз.

а);

б);

в);

г);

д).

2.41 Определите ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока, если во внешней цепи при силе тока развивается мощность , а при силе тока – мощность .

а); б); в);

г); д) .

2.42 Батарея состоит из двух последовательно соединённых элементов с одинаковыми ЭДС и внутренними сопротивлениями и . Разность потенциалов на зажимах второго элемента . При каком внешнем сопротивлении это возможно?

а); б) ; в); г); д).

2.43 Батарея аккумуляторов с ЭДС и внутренним сопротивлением замкнута на внешнее сопротивление . Найдите падение напряжения во внешней цепи и падение напряжения внутри батареи. С каким КПД работает батарея?

а); б) ;

в) ; г) ;

д) .

2.44 Определите ток короткого замыкания для батареи, если при силе тока во внешней цепи батареи аккумуляторов выделяется мощность , при силе тока – соответственно .

а); б); в) ; г) ; д) .

2.45 Источник ЭДС вначале замыкают на резистор сопротивлением , а затем – на резистор сопротивлением , при этом в обоих случаях выделяется одинаковое количество теплоты. Определите внутреннее сопротивление источника ЭДС.

а); б); в); г) ;

д) .

2.46 Элементы цепи имеют значения ; ; ; . Определите показания вольтметра, если его сопротивление . Сопротивлением источников тока и соединённых проводов пренебречь.

а) ; б); в); г);д) .

2.47 Если соединить два элемента одноименными полюсами, то сила тока в цепи . ЭДС первого элемента и внутреннее сопротивление . ЭДС второго элемента и внутреннее сопротивление . Определите сопротивление соединительных проводов.

а); б); в) ; г) ; д) .

2.48 Максимальное количество независимых уравнений для электрической цепи, изображенной на рисунке, в соответствии с правилами Кирхгофа равно:

а)3;

б)5;

в) 6;

г) 4;

д) 8.

2.49 Укажите, в каких уравнениях, составленных по правилам Кирхгофа для схемы, изображенной на рисунке, допущены ошибки?

1);

2);

3) ;

4).

a) 4; б) 2,3; в) 3,4; г) 1,2.

3. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

Основные понятия и формулы

Закон Био-Савара-Лапласа:

или ,

где - магнитная индукция поля, создаваемого элементом

проводника с током I;

- радиус-вектор, проведенный от элемента проводника к

точке, в которой определяется магнитная индукция;

- угол между радиус-вектором и направлением тока в элементе

проводника;

- вектор, равный по модулю длине проводника и совпадающий по направлению с током (элемент проводника).

Магнитная индукция в центре кругового витка с током определяется по формуле:

, где R - радиус витка.

Магнитная индукция на оси кругового тока

;

где h - расстояние от центра витка до точки, в которой определяется магнитная индукция.

Магнитная индукция поля, созданная прямым бесконечно длинным проводником с током

,

где - кратчайшее расстояние от оси проводника до точки, в которой определяется магнитная индукция.

Магнитная индукция поля, создаваемого отрезком проводника с током (рис. 3.1), может быть найдена по формуле:

.

На рис. направление вектора магнитной индукции обозначено точкой - это значит, что вектор направлен перпендикулярно плоскости чертежа к нам.

Сила, действующая на проводник с током в магнитном поле (закон Ампера),

или ,

где - угол между направлением тока в проводнике и вектором магнитной индукции .

- вектор элемента тока проводника, проведенный в направлении тока.

Магнитный момент плоского контура с током:

,

где - единичный вектор нормали к плоскости контура;

I - сила тока, протекающего по контуру;

S - площадь контура.

Механический (вращательный) момент сил, действующий на контур с током, помещенный в однородное магнитное поле,

, или ,

где - угол между векторами и .

Потенциальная энергия (механическая) контура с током в магнитном поле

, или

Отношение величины магнитного момента к величине механического L (момента импульса) заряженной частицы, движущейся по круговой орбите,

,

где - заряд частицы; - масса частицы.

Сила Лоренца

, или ,

где - угол между векторами и .

Если частица движется одновременно в электрическом и магнитном полях, то сила действующая на частицу определяется по формуле Лоренца:

.

Магнитная индукции и напряженность магнитного поля связаны соотношением ,

где - магнитная проницаемость среды; в вакууме , - магнитная постоянная.

Магнитная индукция внутри соленоида и тороида:

где n - отношение числа витков соленоида к его длине.

Тестовые задачи по магнитному полю

3.1 Определению поставьте в соответствии математическое выражение

Определение Математическое выражение

а) сила Лоренца 1)

б) сила Ампера 2)

в) сила взаимодействия двух 3)

прямых параллельных токов

г) сила, действующая на контур 4)

с током в неоднородном магнитном

поле

д) момент сил, действующих на 5)

контур с током

3.2 Определению поставьте в соответствии математическое выражение

Определение Математическое выражение

а) циркуляция вектора 1)

б) закон Био-Савара-Лапласа 2)

в) принцип суперпозиции 3)

г) теорема Гаусса для поля 4)

д) закон Ампера 5)

3.3 Какая из ниже приведённых формул представляет закон Био-Савара-Лапласа.

а); б);

в); г).

3.4 Закон Био-Савара-Лапласа определяет магнитную индукцию поля, создаваемого элементом проводника с током в некоторой точке (см. рисунок). Какой радиус вектор и какой угол, изображенные на рисунке, входят в закон Био-Савара-Лапласа?

а) радиус вектор и угол ; б) радиус вектор и угол ;