Федеральное агентство связи

Сибирский Государственный университет телекоммуникаций и информатики
Экзамен
по Физике
Билет №4
проверил: _____________________
«__» _________ 2008 года
 
 
2008 г.

Билет № 4
1. По графику на рисунке 4.1.1 определите путь, пройденный велосипедистом за интервал времени от  до .

Рисунок 4.1.1
Решение:
Согласно графику движение равномерное, V = 3м/с; S₁ = 3м; S₂ = 9м.
ΔS = S₂ – S₁ = 6м
Ответ: 6 метров
Задача зачтена.
2. Автомобиль движется равномерно по выпуклому мосту (рисунок 4.2.1). Какое направление имеет вектор равнодействующей всех приложенных к автомобилю сил?

Рисунок 4.2.1
Варианты ответов:
1) 1;    2) 2;    3) 3;    4) 4;     5) .
Решение:
Согласно рисунку, автомобиль, движущийся по закругленному мосту равномерно, испытывает центростримительное ускорение, так же, как и тело, движущееся по окружности. Следовательно, равнодействующая сил направлена по вектору 1. (F = ma)
Ответ: 1
Задача зачтена.
3. На рисунке 4.3.1 представлены четыре варианта взаимного расположения векторов силы, действующей на тело, и скорости тела.

Рисунок 4.3.1
В каком случае работа силы равна нулю на пути, отличном от нуля?
Решение:
На пути отличном от нуля работа силы равна нулю, когда сила перпендикулярна скорости движения. Так как A = F*S*cosά.
Где: F – действующая сила
S – путь
ά – угол между F и V
Ответ: 3)
Задача зачтена.
4. В пистолете длина пружины l, её упругость k. Пружина сжата на 0,2 своей длины. С какой скоростью вылетит из пистолета пуля массой m после выстрела?
Решение:
При выстреле потенциальная энергия деформированной пружины приходит в кинетическую энергию, т.е.


Задача зачтена.
5. Перечислите, от каких из приведенных ниже величин зависит момент инерции однородного тела.
Варианты ответа:
а) от момента приложенных к телу сил при заданной оси;    б) от выбора оси вращения;    в) от формы тела;    г) от массы тела;    д) от углового ускорения.
Решение:
Момент инерции однородного тела равен:
J = mr², где:
m – масса тела
r – расстояние от оси вращения до края тела перпендикулярно оси.
Т.е. J – зависит от:
б) от выбора оси вращения;
в) от формы тела;
г) от массы тела.
И не зависит:
а) от момента сил приложенных к телу (M = [rF]_z)
д) от углового ускорения β
Задача зачтена.
6. Два одинаковых заряженных маленьких шарика подвешены на изолирующих нитях одинаковой длины в общей точке и находятся в равновесии. Как изменится угол между нитями, если заряд и массу шариков удвоить при неизменных длинах нитей?

Решение:
На шарик действуют силы:
1) Кулона;
2) натяжения нити;
3) тяжести.
Система находится в равновесии => силы уравновешивают друг друга.

тогда для начального положения системы:
;
для второго положения, после увеличения зарядов и массы, имеем:
;
выразим из (3) и (4) r₁ и r₂:
;
угол ά увеличится
Задача зачтена.
7. Вблизи точечного положительного заряда расположено тело из диэлектрика . Как изменится напряженность в точках А и В, если тело убрать (рисунок 4.7.1)?

Рисунок 4.7.1
Решение:
Напряженность в точке А
Из рисунка видно, что расстояние до точки В равно 2r
Напряженность в точке В
Если убрать диэлектрик, то напряженность в точке А останется прежней, а напряженность в точке В возрастет в 7 раз.
Ответ:
Задача зачтена.
8. Две положительно заряженные частицы влетают в плоский конденсатор параллельно пластинам. Какая траектория соответствует движению частицы с большим удельным зарядом при одинаковых начальных скоростях (рисунок 4.8.1).

Рисунок 4.8.1
Решение:
Сила действующая на заряд в однородном электрическом поле:
qE = F_кл = ma => a = qE/m
Из рисунка видно, что а₁ > а₂ а значит, что q₁/m > q₂/m => движению с большим удельным зарядом соответствует траектория 1.
Задача зачтена.
9. На рисунке 4.9.1 изображен вектор скорости движущегося протона. Как в точке С направлен вектор  магнитного поля, создаваемого протоном при движении?

Рисунок 4.9.1
Решение:
Так как бегущего плюсового заряда можно принять за направление тока, то направление вектора  можно найти по правилу буравчика.
Ответ: в точке С вектор  магнитного поля направлен от нас перпендикулярно плоскости листа.
Задача зачтена.
10. Рамку с током поворачивают в однородном магнитном поле, изменяя угол между нормалью к рамке и направлением линий магнитной индукции: а) от 0⁰ до 30⁰; б) от 30⁰ до 60⁰. Ток в рамке поддерживается неизменным. Найдите отношение произведенных работ по повороту рамки А_а/А_б.
Решение:
Совершенная работа зависит от изменения потока ΔФ, проходящего через рамку с током.

отношение
Ф = ВScosά => ΔФ = BS(cosά_k – cosά_H) (3)

Подставим (3) в (2) с учетом, что ά_к – конечный угол, а ά_н – начальный угол


Ответ: А_А/А_В = 0,35
Задача зачтена.
11. Электрон пролетает через заряженный конденсатор и попадает в однородное магнитное поле, перпендикулярное электрическому (рисунки 4.11.1 и 4.11.2). Нарисовать траектории движения электрона.

Рисунок 4.11.1                       Рисунок 4.11.2
Решение:

                    Рисунок 4.11.3                      Рисунок 4.11.4
Ошибка. Нет пояснений к решению.
Задача не зачтена.
12. Магнитный поток, пронизывающий замкнутый контур, изменяется со скоростью . Найти силу индукционного тока, если сопротивление контура .
Решение:

Ответ: 3 ампера
Ошибка. Нет пояснений к решению.
Задача не зачтена.
13. В идеальном LC контуре зависимость заряда на обкладках конденсатора имеет вид:  (нКл). Электроемкость конденсатора 10 нФ. Найти индуктивность  контура.
Решение:
q = 10 cos(10⁴t – π.3)(нКл)
 EQ Из уравнения следует: q₀ = 10 нКл; ώ = 10⁴ Рад/С; С = 10 нФ
ώL = 1/ώC => ώ²4C = 1 => L = 1/(ώ²C)
L = 1/(10⁸*10*10^-9) = 1 (Гн)
Задача зачтена.
14. В LCR – контур включен источник постоянной ЭДС (что соответствует вынужденной частоте ). От чего будет зависеть амплитуда колебаний заряда конденсатора в таком контуре: 1)от емкости конденсатора С;   2) от индуктивности катушки L;   3) от активного сопротивления R;   4) от ЭДС ;   5) от заряда, до которого может зарядиться конденсатор;   6) от максимального тока в контуре?
Решение:

Ответ: 5) от заряда до которого может зарядится конденсатор.
Задача зачтена.
15. На какую длину волны настроен LC – контур, если емкость конденсатора 0,1 нФ, а индуктивность катушки 0,32 Гн?
Решение:
; с другой стороны

Ответ: Контур настроен на λ= 1,13*10³м.
Задача зачтена.