r25 ramki

X Elektrostatyka i magnetyzm
9/13
X Elektrostatyka i magnetyzm
1. * Wyraź jednostkę 1 J w elektronowoltach, oraz 1 eV w dżulach.
2. * Potencjał pola elektrostatycznego w punkcie odległym o r od ładunku punktowego q
wynosi V. Jaka siła działa na ten ładunek? [2]
3. ** Ładunek punktowy e został przesunięty w polu elektrostatycznym o natężeniu
E = 100 V/m na drodze s = 1 mm. O ile wzrosła energia potencjalna tego ładunku? Wynik
wyraź w dżulach oraz elektronowoltach.
4. ** Dwa ładunki q 1=−e oraz q 2=e , oddalone od siebie o r 12 przyciągają się z siłą F 12 .
Oblicz siłę oddziaływania F 13 ładunku q 1 z cząstką  ( q 3=2 e ), jeśli cząstka  znajduje
się w odległości 2 razy większej niż wynosi odległość r 12 . Jaki jest charakter tego
oddziaływania (odpychający/przyciągający)?
5. ** W akceleratorze tandemowym ujemne jony He - są przyspieszane od potencjału zerowego
do U = 3 MeV. Następnie są obdzierane z trzech elektronów i jako cząstki alfa (jon He 2+) są
ponownie przyspieszane do potencjału zerowego. Oblicz końcową energię cząstek w chwili
uderzenia w tarczę.
6. * Oblicz siłę Lorentza działającą na cząstkę α, jeżeli porusza się ona z prędkością 
prostopadłą do jednorodnego pola magnetycznego o indukcyjności B.
7. * Obliczyć ładunek cząstki o masie m poruszającej się prostopadle do linii sił jednorodnego
pola magnetycznego o indukcji B, jeśli okres tego ruchu wynosi T. [2]
8. ** Obliczyć energię kinetyczną cząstki o masie m i ładunku q poruszającej się w polu
magnetycznym o indukcji B po okręgu o promieniu R. [2]
9. * Oblicz siłę działającą na prostoliniowy przewodnik o długości l, przez który w czasie t
przepływa ładunek Q.
10. ** Pomiędzy okładki kondensatora płaskiego (umieszczonego w jednorodnym polu
magnetycznym o indukcji B) naładowanego napięciem U wpada elektron. Ile wynosiła
prędkość elektronu, jeśli ruch elektronu wewnątrz kondensatora był ruchem jednostajnym
prostoliniowym oraz E ⊥ B .
11. ** Jaką siłą (na jednostkę długości) oddziaływają na siebie dwa prostoliniowe przewodniki,
przez które płyną prądy o natężeniu I1 oraz I2? Przedyskutuj charakter oddziaływania w
zależności od zwrotu natężeń.
12. ** Oblicz siłę elektromotoryczną wyindukowaną w okrągłej ramce o średnicy d znajdującej
się w prostopadłym polu magnetycznym, jeśli w czasie τ wartość indukcji pola
magnetycznego wzrosła (liniowo) od zera do B.
13. ** Indukcja jednorodnego pola magnetycznego rośnie proporcjonalnie do czasu (B = at). W
polu tym znajduje się nieruchoma, kwadratowa ramka zbudowana z 4 drutów o długości l i
oporze R. Oblicz moc cieplną wydzielaną w ramce. [2]
Zestaw zadań z fizyki (zajęcia uzupełniające) dla Wydziału SIMR – opr. mgr inż. Tomasz K. Pietrzak
XI Elektryczność
10/13
XI Elektryczność
1. * Oblicz opór żarówki przystosowanej do napięcia sieciowego (U = 230 V), jeśli jej moc
wynosi P = 100 W. Jaki prąd płynie przez żarówkę w czasie pracy?
2. * Dwa jednakowe oporniki o oporze R = 25 Ω połączone równolegle podłączono do źródła
napięcia o SEM U = 5 V. Prąd o jakim natężeniu jest pobierany ze źródła? Jaka moc wydziela
się na opornikach?
3. ** Dwadzieścia jednakowych żarówek choinkowych o oporze R1=100  połączono
szeregowo i włączono do gniazda sieciowego ( U =230 V ). Oblicz opór całego układu (R) raz
natężenie płynącego przez nie prądu (I). Jakie jest napięcie na pojedynczej żarówce ( U 1 ?)
4. ** Do ogniwa o znanej SEM oraz oporze wewnętrznym r podłączono obciążenie (odbiornik
elektryczny) o oporze R = r. Jakie natężenie prądu płynie w obwodzie? Jaka moc wydziela się
na odbiorniku, a jaka w ogniwie?
5. *** Oblicz wartości prądów płynących
w gałęziach
mostka
Wheatstone'a
(rys. obok). Dla jakiej wartości oporu Rx
napięcie Uwy = 0? Jakie zastosowanie
może mieć ten mostek?
6. * Oblicz stosunek pojemności dwóch
identycznych
kondensatorów:
próżniowego oraz wypełnionego wodą (
 wody =80 ).
7. ** Oblicz pojemność kondensatora
płaskiego C0 o powierzchni okładek S i
odległości między nimi d. Oblicz
pojemność identycznych kondensatorów C1 i C2, wypełnionych do połowy dielektrykiem
o znanej εr (por. rys. poniżej). [2]
Zestaw zadań z fizyki (zajęcia uzupełniające) dla Wydziału SIMR – opr. mgr inż. Tomasz K. Pietrzak
XII Drgania harmoniczne
11/13
XII Drgania harmoniczne
1. ** Na pionową sprężynę o stałej sprężystości k położono małą kulkę o masie m i ściśnięto
sprężynę o l (od położenia równowagi). Wyznacz wysokość, na jaką wzniesie się wystrzelona
kulka.
2. ** Wahadło matematyczne wykonuje drgania o okresie T. Jak zmieni się okres drgań, jeśli
wahadło umieścimy w szybkiej windzie poruszającej się ruchem jednostajnie
przyspieszonym z przyspieszeniem a = ¼ g: a) w górę; b) w dół?
3. *** Sztywny, cienki pręt o długości L = 1 m i masie m = 5 kg zawieszono na prostopadłej osi,
przecinającej go w ¼ długości. Jaki jest okres drgań takiej bryły? [5]
4. *** Oblicz okres drgań ciała o masie m przymocowanego do ściany na dwóch sprężynach o
stałych sprężystości k1 i k2.
XIII Obwody prądu zmiennego
1. ** Wyprowadź wyrażenia na impedancję opornika R, cewki L i kondensatora C.
2. ** Podaj wzór na impedancję Z obwodu RLC. Oblicz częstotliwość rezonansową f0 tego
obwodu. Podaj wartość Z (f0).
3. *** Prostym obwodem zastępczym dla silnika elektrycznego może być obwód RL. Oblicz
impedancję urządzenia, przesunięcie fazowe prądu względem napięcia zasilania (o znanym U
oraz f). Ile wynosi iloczyn UI oraz moc cieplna P wydzielana w urządzeniu?
4. *** Ile wynosi moc wydzielana na oporniku R podłączonym do źródła napięcia
przemiennego U t=U 0 sin  t ? Podaj tzw. wartości skuteczne napięcia i natężenia prądu
(odpowiednio Usk i Isk) dla napięcia/prądu sinusoidalnego.
5. *** Jak zależy moc wydzielana na oporniku R podłączonym do źródła napięcia o kształcie
prostokątnym o współczynniku wypełnienia 0≤1 ?
Zestaw zadań z fizyki (zajęcia uzupełniające) dla Wydziału SIMR – opr. mgr inż. Tomasz K. Pietrzak