E1-Elektrycznosc i Magnetyzm
Transkrypt
E1-Elektrycznosc i Magnetyzm
Lista E1 - Elektryczność i magnetyzm Zadanie 1. Policz rezystancję dla poniższych układów. Zadanie 2. Policz oporność przewodu miedzianego, złotego i srebrnego o długości 2 m dla średnicy (a) 1mm i (b)3 mm. Zadanie 3. Policz strumień pola elektrycznego przechodzącego przez powierzchnię sferyczną w środku której znajduje się ładunek Q. Zadanie 4. Oblicz potencjał i natężenie pola elektrostatycznego wewnątrz i na zewnątrz naładowanej powierzchni kulistej (sfery) o promieniu R, posiadającej równomiernie rozłożony ładunek Q. Jak zmieni się wyznaczone pole elektrostatyczne, jeśli sferę zastąpimy kulą o promieniu R wykonaną z przewodnika naładowaną ładunkiem Q? Zadanie 5. Korzystając z prawa Gaussa znaleźć natężenie pola elektrycznego E wewnątrz jednorodnie naładowanej kuli z gęstością objętościową ładunku p. Promień kuli wynosi R. Zadanie 6. Nieskończenie długą nić znajdującą się w próżni naładowano ze stałą gęstością ładunku . Określić natężenie pola elektrycznego E i potencjał jako funkcję odległości R od nici. Zadanie 7. Jaką pracę należy wykonać, aby naładować do napięcia U płaski kondensator powietrzny o polu powierzchni okładek S i odległości między okładkami równej d ? O ile zmieni się wartość tej pracy jeżeli wypełnimy kondensator dielektrykiem o przenikalności dielektrycznej ? Obliczyć gęstość energii: -pola elektrycznego w próżni -pola elektrycznego w obszarze między okładkami kondensatora płaskiego wypełnionego dielektrykiem -zgromadzonej w spolaryzowanym dielektryku Zadanie 8. Jaką pracę należy wykonać aby naładować metalową kulkę o promieniu R ładunkiem Q? Zadanie 9. Korzystając z superpozycji oddziaływań obliczyć natężenie pola elektrycznego wytworzonego przez dipol elektryczny w odległości R od środka dipola: -na symetralnej odcinka łączącego obydwa ładunki -na prostej łączącej obydwa ładunki Zadanie 10. Znaleźć indukcję pola magnetycznego wewnątrz i na zewnątrz nieskończenie długiego przewodnika o promieniu r, w którym płynie jednorodną strugą stały prąd o natężeniu I, jako funkcję odległości R od środka przewodnika. Zadanie 11. Ramka prostokątna o bokach a i b porusza się jednostajnie z prędkością V w kierunku prostopadłym do nieskończenie długiego przewodnika leżącego w płaszczyźnie ramki równoległej do boku a. W przewodniku płynie prąd o natężeniu I. Wskazać kierunek prądu wyindukowanego w ramce oraz wyznaczyć jego zależność od odległości ramki od przewodnika. Oporność ramki wynosi R. Zadanie 12. Prostokątna cewka zawierająca 50 zwojów wisi pionowo w jednorodnym polu magnetycznym o indukcji B = 10-2 T tak, że płaszczyzna zwojów jest równoległa do linii pola B. Przekrój cewki ma wymiary 5 cm (wysokość w pionie) na 2 cm (długość w poziomie). Obliczy¢ natężenie prądu jaki należy przepuścić przez drut (cewki) aby obróciła się ona o kąt 30o jeżeli obrót (skręcenie) drutu o 1o wymaga momentu siły 10-9 Nm. Zadanie 13. Metalowy przewodnik w postaci paska o przekroju 1:2 cm x 1.5x10-3 m przewodzi prąd o natężeniu I = 0.5 A. Jeżeli metal zawiera średnio 5 x 1022 elektronów swobodnych (elektronów przewodnictwa) w cm3 to jaka jest średnia prędkość ich ruchu (uporządkowanych tak aby wynikłe z tego ruchu natężenie prądu elektrycznego miało wartość jak wyżej, czyli I = 0.5 A). Jakie będzie napięcie Halla jeżeli pasek umieścimy w polu B = 1 T prostopadłym do paska? DODATEK: Prawo indukcji elektromagnetycznej Faradaya: Prawo Ampère'a: w próżni w materii Uogólnione prze Maxwella do postaci: Prawo Gaussa w próżni: ujęcie całkowe ujęcie różniczkowe Prawo Gaussa w materii: