Zadania z fizyki dla geodezji grupa 7 i 8 zestaw 3

Zadania z fizyki dla geodezji grupa 7 i 8
zestaw 3
1. Dwie kulki o identycznych masach m wiszą na nitkach o długości l. Po naładowaniu ich
jednakowymi ładunkami kulki rozeszły się na odległość a. Oblicz ładunek q.
2. Oblicz natężenie i potencjał pola elektrostatycznego układu dwóch ładunków q(+) i q(−)
odległych o l, w punkcie leżącym w połowie odległości między nimi.
3. Oblicz pojemność przedstawionych poniżej (rys. 1) układów kondensatorów o pojemności
C każdy.
Rys. 1:
4. Dwa szeregowo połączone kondensatory o pojemnościach C1 = 2µF i C2 = 5µF tworzą
baterię, do której doprowadzono ładunek Q = 10−3 C. Oblicz:
a) pojemność baterii kondensatorów;
b) napięcie baterii;
c) napięcia na kondensatorach C1 i C2 .
5. Jak zmieni się napięcie, ładunek i energia zgromadzona w kondensatorze, gdy pomiędzy
jego okładki wsuniemy dielektryk o stałej dielektrycznej εr . Rozważ przypadki:
a) kondensator jest podłączony do źródła napięcia;
b) kondensator jest odłączony od źródła napięcia.
6. Z jakim przyspieszeniem porusza się elektron umieszczony pomiędzy okładkami kondensatora, na który przyłożono napięcie U = 100V? Odległość między okładkami kondensatora
d = 2cm.
7. Ile metrów przewodnika z chromonikieliny o oporze właściwym ρ = 9.8 × 10−8 Ωm i średnicy 2r = 0.5mm musimy użyć do wykonania grzałki o mocy P = 250W pracującej pod
napięciem U = 220V?
8. Jaki ładunek zgromadzi się na kondensatorze C = 1µF w obwodzie pokazanym na rysunku 2?
Rys. 2:
9. Narysuj zależność napięcia mierzonego na oporze zewnętrznym Rz ogniwa o sile elektromotorycznej E w funkcji:
a) oporu wewnętrznego (Rz =const);
b) oporu zewnętrznego (Rw =const);
c) natężenia prądu (Rw =const).
10. Oblicz natężenie prądu płynącego przez amperomierz w obwodach pokazanych na rysunku 3.
Rys. 3:
11. Jeżeli elektrody ogniwa połączymy oporem R1 = 5Ω, to woltomierz dołączony do ogniwa
wskazuje napięcie U1 = 10V. Przy oporze R2 = 2Ω napięcie to jest równe U2 = 8V. Oblicz
siłę elektromotoryczną ogniwa oraz jego opór wewnętrzny.
12. Oblicz natężenie prądu jaki płynie przez żarówkę o mocy P1 = 8W pod napięciem
U1 = 220V.
a) Jaki jest opór tej żarówki?
b) Jak zmieni się moc wydzielona na tej żarówce, gdybyśmy ją podłączyli do napięcia
U2 = 110V?
13. Proton, po przejściu w próżni różnicy potencjałów U = 500V, wpada w jednorodne pole
magnetyczne prostopadle do linii tego pola i zatacza okrąg o promieniu r = 0.2m. Oblicz
wartość indukcji pola magnetycznego B.
14. W polu magnetycznym, którego linie mają kierunek poziomy, a wartość wektora indukcji
B = 0.2T, umieszczono pręt miedziany. Kierunek wyznaczony przez pręt, także poziomy,
tworzy z kierunkiem wektora B kąt prosty. Oblicz natężenie prądu, który musiałby płynąć przez pręt, aby siła elektromotoryczna zrównoważyła siłę ciężkości. Średnica pręta
2r = 2mm. Gęstość miedzi ρ = 8933 kg/m3 .
15. Wartość indukcji jednorodnego pola magnetycznego wynosi B = 2T. W polu tym porusza
się przewodnik o długości l = 0.4m z prędkością V = 50m/s. Wektor prędkości i indukcji
pola magnetycznego B są do siebie prostopadłe, a wektor prędkości jest prostopadły do
przewodnika. Oblicz wartość siły elektromotorycznej powstałej na końcach przewodnika.
16. Oblicz indukcyjność cewki, w której podczas zmiany natężenia prądu od 0 do 4A w ciągu
2s powstaje siła elektromotoryczna samoindukcji równa 1V.
17. Przekładnia transformatora wynosi n = 10. Oblicz napięcie i natężenie prądu na jego
wyjściu, jeżeli na wejściu wprowadzimy prąd pod napięciem U1 = 12V i o mocy P = 6W.