(заочный факультет) 2014 год

Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
«Гомельский государственный университет
имени Франциска Скорины»
Д.Г. ЛИН
ФИЗИКА
Задания к контрольной работе № 3
для студентов 3 курса заочного факультета
специальности 1-40 01 01 «Программное
обеспечение информационных технологий»
Гомель 2014
Порядок выбора задания по контрольной работе
Контрольная работа в системе заочного обучения – одна из форм активизации самостоятельной работы студентов в межсессионный период. Она
является средством контроля за выполнением студентами учебного плана,
программы и усвоения ими учебного материала.
В соответствии с учебным планом студенты выполняют три контрольные работы по физике.
Выполнение контрольной работы осуществляется по вариантам. В контрольную работу № 3 включено по пять задач для каждого варианта (см. таблицу). Номер варианта определяется по последней цифре номера зачетной
книжки.
Вариант (последняя цифра
зачетной книжки)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Номера задач
1,
2,
3,
4,
5,
6,
7,
8,
9,
10,
2
11,
12,
13,
14,
15,
16,
17,
18,
19,
20,
21,
22,
23,
24,
25,
26,
27,
28,
29,
30,
31,
32,
33,
34,
35,
36,
37,
38,
39,
40,
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
3. Электричество и магнетизм
3.2. Законы постоянного тока
1.
Электрическая лампа раскаливания потребляет ток I. Диаметр вольфрамового волоска d, температура волоска при горении лампы T. Определить напряженность электрического поля в волоске.
2.
В цепь гальванометра включена термопара, состоящая из медной и константановой проволоки длиной по и диаметром d. На сколько делений
отклонится стрелка гальванометра, если спай термопары нагреть на Т
по отношению к температуре окружающей среды? Чувствительность
гальванометра k (А/дел), внутреннее сопротивление r, чувствительность
термопары  (мкВ/К), удельное сопротивление меди м, константана к.
3.
Плоский конденсатор с пластинами аха и расстоянием между пластинами d присоединен к полюсам батареи с r(V). В пространство между пластинами с постоянной скоростью V (м/с) вдвигают стеклянную пластинку толщиной d. Какой ток I пойдет при этом по цепи?
4.
Амперметр с внутренним сопротивлением RА, подключенный к зажимам
батареи, показывает ток I. Вольтметр с внутренним сопротивлением RV,
подключенный к зажимам той же батареи, показывает напряжение U.
Чему равен ток короткого замыкания Iк.з. ?
5.
КПД аккумулятора с одним подключенным сопротивлением равен 60%.
Если вместо первого сопротивления подключить другое, КПД аккумулятора станет равным 80%. Каков будет КПД аккумулятора, если оба сопротивления соединить с аккумулятором последовательно? Параллельно?
6.
При серебрении пластинки через раствор AgNO3 проходил ток плотности j. С какой скоростью растет толщина серебряного покрытия пластинки.
7.
Сколько энергии нужно затратить для получения из воды V водорода
при температуре T и давлении Р, если электроз ведется при напряжении
U, а КПД установки .
8.
Найти электрохимический эквивалент серебра.
9.
Вычислить число Фарадея и заряд электрона, если известно, что при
прохождении через электролит тока I = 3 А в течение 20 мин на катоде
выделилось 1188 мг меди.
3
10. Определить, какой ток создает электрон, вращающийся вокруг ядра в
атоме водорода, если радиус его орбиты принять равным r.
11. При внешнем сопротивлении R1 = 3 Ом ток в цепи равняется I1 = 0,3 А,
при R2 = 5 Ом I2 = 0,2 А. Определить ток короткого замыкания источника э.д.с.
12. Сравнить токи короткого замыкания для случаев, когда n одинаковых
элементов тока соединены параллельно и последовательно.
13. Определить удельное сопротивление проводника длиной = 2 м, если
при плотности тока j = 106 А/м2 на его концах поддерживается разность
потенциалов U = 2 В.
14. Какая мощность выделяется в единице объема проводников длиной =
0,2 м, если на его концах поддерживается разность потенциалов U = 4 В?
Удельное сопротивление проводника  = 10-6 Омм.
15. При пропускании через электролит тока I = 1,5 А в течение 20 минут на
катоде выделилось 594 мг вещества. Какое это вещество.
16. Найти массу меди, выделившейся на катоде из раствора медного купороса, при пропускании в течение 2 минут тока, меняющегося по закону
I = 0,05 t.
17. По медному проводу сечением S = 0,17 мм2 в течет ток I = 0,15 А. Определить какая сила действует на отдельные свободные электроны со стороны электрического поля.
18. Температура электрического нагревателя, подключенного к источнику
тока, равна t1. При охлаждении нагревателя с помощью вентилятора она
понижается до t2. Будут ли количества тепла, выделенного током в обоих
случаях одинаковы?
19. По серебряному проводу проходит ток I = 2 А. Пользуясь представлениями классической электронной теории металлов, найти среднюю скорость направленного движения электронов проводимости. Принять, что
на каждый атом серебра приходится один свободный электрон.
20. Определить закон изменения скорости выделения меди   на катоде
 dt 
от времени, если при пропускании через раствор медного купороса сила
тока меняется по закону I = 0,05 t.
dm
4
3.3. Электромагнетизм
21. Электрон, прошедший ускоряющую разность потенциалов, влетает в вакууме в однородное магнитное поле напряженностью Н, перпендикулярно силовым линиям поля. Определите радиус окружности, описываемой электроном в поле.
22. Протон (+е) влетает со скоростью V в однородное магнитное поле под
углом  к направлению силовых линий. Определите радиус спиральной
линии, по которой будет двигаться протон и ее шаг, если индукция поля
равна В.
23. В магнитном поле с напряженностью Н вращается стержень длиной с
постоянной угловой скоростью . Найти ЭДС индукции, возникающей
на концах стержня, если ось вращения проходит через конец стержня
параллельно силовым линиям магнитного поля.
24. На каждый метр прямого длинного провода со стороны такого же параллельного провода действует сила F = 210-7 Н. Расстояние между проводами 1 м. Токи в проводах одинаковы. Какой ток течет по проводам?
25. На каждый метр прямого длинного провода с током со стороны второго
провода с тем же током действует сила F = 210-7 Н. Расстояние между
проводами 1 м. Провода находятся в магнитной среде. Чему равна магнитная проницаемость этой среды?
26. Индукция однородного магнитного поля равна В. Чему равен магнитный
поток через квадрат со стороной а, плоскость которого расположена под
углом 60 к направлению магнитного поля?
27. Чему равен магнитный поток через плоскую поверхность площади S, которая расположена под углом  к направлению магнитного поля?
28. По двум длинным параллельным проводам текут в одинаковых направлениях токи, причем I1 = 2I2. Расстояние между ними равно а. Определить положение точек, в которых магнитное поле равно нулю.
29. Какое различие в силах магнитного взаимодействия дух точечных зарядов, находящихся на расстоянии r, если они неподвижны и если они
движутся в результате кулоновского взаимодействия?
30. Прямой проводник длиной =1 м перемещается в магнитном поле, при
этом проводник, магнитное поле и направление перемещения проводника перпендикулярны между собой. Определить силу Лоренца, с
5
которой магнитное поле действует на свободный электрон, находящийся в проводнике, если возникающая на его концах разность потенциалов U = 310-5 В.
4. Оптика
4.1. Геометрическая оптика и фотометрия
31. На высоте Н, над серединой круглого стола диаметра d висит лампа с
силой света I1. Ее заменили лампой с силой I2, изменив расстояние от
стола так, чтобы освещенность середины стола осталась прежней. Как
изменится освещенность края стола?
32. В вершинах равнобедренного прямоугольного треугольника располагаются источники света S1 и S2 равной силы (рисунок). Как следует расположить маленькую пластинку А, чтобы ее освещенность была максимальной? Стороны треугольника AS1 = AS2 = a
А
a

a
45
45
S1
S2
33. Толстая пластина сделана из прозрачного материала, показатель преломления которого изменяется от значения n1 на верхней грани до значения
n2 на нижней грани. Луч выходит из среды с показателем преломления n0
под углом . Под каким углом луч выйдет из пластины в среду с показателем преломления n3 ?
34. Расстояние между двумя точечными источниками света . Где между
ними нужно поместить собирательную линзу с фокусным расстоянием f,
чтобы изображения обоих источников получились в одной и той же точке?
35. На заданной оптической оси NN линзы (рисунок) найти построением
оптический центр линзы и ее главные фокусы, если известно положение
источника S и положение изображения S.
S
N
N
 S
6
36. Дано положение оптической оси N1N2, ход луча АВ, падающего на линзу
и преломленный луч ВС. Найти построением положение главных фокусов линзы.
А
N1
С
В
N2
37. Определить предельные углы полного внутреннего отражения двух сортов стекла с показателем преломления n1 = 1,50 и n2 = 1,70. Пластинки из
такого стекла находятся в воздухе.
38. Пластинки из стекла с показателями преломления n1 = 1,50 и n2 = 1,60
погружены в воду. Определить предельные углы полного внутреннего
отражения.
39. Предельный угол полного внутреннего отражения на границе стекло–
жидкость iпр = 70. Чему равен показатель преломления жидкости n1, если у стекла n2 = 1,60.
40. Лампа висит над точкой А поверхности стола на высоте Н. Построить
линию, при перемещении по которой лампа в точке А создает прежнюю
освещенность.
41. Определить энергию и массу фотонов, соответствующих красной (1 =
0,76 мкм) и фиолетовой (2 = 0,38 мкм) границам видимого спектра.
42. Какой импульс фотона, энергия которого равна 3 эВ ?
43. Определить массу и импульс фотона, соответствующего рентгеновскому
излучению с частотой 31017 Гц.
44. Определить красную границу фотоэффекта для калия и платины.
45. Произойдет ли фотоэффект, если медь облучать светом с длиной волны
400 нм?
46. В каких пределах может изменяться толщина пластинки, чтобы можно
было наблюдать максимум 12-го порядка для  = 600 нм? Показатель
преломления пластинки n = 1,6.
7
47. Для наблюдения колец Ньютона используют плосковыпуклую линзу с
радиусом кривизны R = 160 см. Определить радиусы 4-го и 9-го колец
( = 625 нм).
48. Определить радиус кривизны плосковыпуклой линзы, которая вместе с
пластинкой позволяет наблюдать кольца Ньютона при освещении желтой линией натрия ( = 589 нм), причем в отраженном свете расстояние
между 1-м и 2-м светлыми кольцами будет равно 0,5 мм.
49. Определить угол полной поляризации отраженного света для воды
(n = 1,33), стекла (n = 1,6) и алмаза (n = 2,42).
50. Определить: 1) интервал частот, соответствующий видимому диапазону
электромагнитных волн (длины волн от 400 до 760 нм); 2) изменение частоты, соответствующее увеличению длины световой волны на 10 нм в
середине оптического диапазона ( = 580 нм).
8
Список рекомендуемой литературы
1. Савельев, И. М. Курс общей физики. Т. 1–3 / И. М. Савельев. – М. :
Высшая школа, 1980.
2. Ландау, Л. Д. Курс общей физики / Л. Д. Ландау, А. И. Ахнезер,
Е. И. Лифшиц. – М. : Наука, 1969.
3. Сивухин, Д. В. Общий курс физики. Т. 1–2 / Д. В. Сивухин. – М. :
Наука, 1979.
4. Шубин, А. И. Курс общей физики / А. И. Шубин. – М. : Высшая школа,
1985.
5. Большова, К. М. Краткий курс общей физики : в 2-х ч. / К. М. Большова, Г. Е. Пустовалов. – М. : Изд-во Московского ун-та, 1981.
6. Гуло, Д. Д. Краткий курс общей физики / Д. Д. Гуло, Г. Е. Пустовалов. –
М. : Изд-во Московского ун-та, 1983.
7. Белов, Д. В. Краткий курс общей физики. Ч. 3 / Д. В. Белов. – М. : Издво Московского ун-та, 1981.
8. Белов, Д. В. Краткий курс общей физики. Ч. 4. Оптика / Д. В. Белов,
Г. Е. Пустовалов. – М. : Изд-во Московского ун-та, 1981.
9. Зисман, Г. А. Курс общей физики : учеб. пособие : в 3-х т. / Г. А. Зисман, О. М. Тодес. – М. : Наука, 1974.
10.Калашников, С. Г. Электричество : учеб. пособие / С. Г. Калашников. –
М. : Наука, 1977.
11.Ландсберг, Г. С. Оптика : учеб. пособие / Г. С. Ландсберг. – М. : Наука,
1976.
12.Катаев, Г. И. Физика : метод. указания / Г. И. Катаев. – М. : Изд-во
Московского ун-та, 1980.
13.Ахиезер, А. И. Общая физика / А. И. Ахиезер. – Киев : Навукова думка, 1981.
9