Постоянное электрическое и магнитное поле в вакууме
Электрический заряд и электромагнитное поле
Вариант 1
I
1. Пылинка массой 10-8 г, имеющая заряд 1,6.10-17 Кл, находится в однородном электрическом поле. Определите напряженность поля, если сила тяжести пылинки уравновешивается действием на нее электрического поля.
2. С какой скоростью электрон влетел в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции? Сила, действующая на электрон в магнитном ноле, равна 8.10-11 Н, индукция магнитного поля равна 10 Тл.
II
3. На какой угол отклонится заряженный шарик, подвешенный на нити, если его поместить в горизонтальное однородное электрическое поле, напряженность которого равна 10 Н/Кл? Заряд шарика равен 4,9 нКл, масса равна 0,4 г.
4. Электрон движется по окружности радиусом 4 мм перпендикулярно линиям магнитной индукции однородного магнитного поля. Скорость электрона равна 3,5.106 м/с. Рассчитайте индукцию магнитного поля.
III
5. Два протона движутся в однородном магнитном поле в плоскости, перпендикулярной линиям магнитной индукции, по окружностям, имеющим радиусы, равные соответственно 1 см и 2 см. Определите отношение кинетических энергий протонов.
6. Электрон влетает в плоский конденсатор, посередине между его пластинами, со скоростью 2.107 м/с, направленной параллельно пластинам конденсатора. Расстояние между пластинами конденсатора равно 1 см, длина каждой пластины равна 5 см, напряженность электрического поля равна 104 Н/Кл. Вылетит ли электрон из конденсатора?
Электрический заряд и электромагнитное поле
Вариант 2
I
1. В плоском горизонтально расположенном конденсаторе заряженная капля ртути находится в равновесии. Напряженность электрического поля между пластинами равна 30 000 Н/Кл. Определите массу капли, если ее заряд равен 8.10-19 Кл.
2. На протон, движущийся со скоростью 10 м/с в однородном магнитном поле перпендикулярно линиям магнитной индукции, действует сила, равная 0,32.10-12 Н. Какова индукция магнитного ноля?
II
3. Электрон влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции со скоростью 3,6.106 м/с и продолжает свое движение но круговой орбите радиусом 1 см. Определите отношение заряда электрона к его массе, если известно, что индукция магнитного поля равна 2.10-3 Тл.
4. Металлический шарик, подвешенный на пружине, поместили в однородное вертикальное электрическое поле напряженностью 400 Н/Кл. При этом растяжение пружины увеличилось на 10 см. Найдите заряд шарика, если коэффициент упругости пружины равен 20 Н/м.
III
5. Протон и a-частица, двигаясь с одинаковой скоростью, влетают в плоский конденсатор параллельно его пластинам. Во сколько раз отклонение протона полем конденсатора будет больше отклонения a-частицы? Масса a-частицы равна 6,7.10-27 кг. а заряд ее равен 3,2.10-19 Кл.
6. В однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции влетает электрон, кинетическая энергия которого равна 30 кэВ. Индукция магнитного поля равна 10 мТл. Определите радиус кривизны траектории движения электрона в поле.
Электрический заряд и электромагнитное поле
Вариант 3
I
1. Заряженная частица массой 2.10-9 г находится в равновесии в однородном электрическом поле напряженностью 4. 105 Н/Кл. Чему равен заряд частицы?
2. Электрон со скоростью 5.107 Н влетает в однородное магнитное поле под углом 300 к линиям магнитной индукции. Найдите силу, действующую на электрон, если индукция магнитного поля равна 0.8 Тл.
II
3. Ядро атома гелия, имеющее массу 6,7.10-27 кг и заряд 3,2.10-19 Кл, влетает в однородное магнитное поле и начинает двигаться по окружности радиусом 1 м. Индукция магнитного поля равна 10-2 Тл. Рассчитайте скорость этой частицы.
4. Электрон, попадая в однородное электрическое поле, движется по направлению силовых линий. Рассчитайте, через какой промежуток времени скорость электрона станет равной нулю, если напряженность поля равна 100 Н/Кл, а начальная скорость электрона равна 2.106 м/с.
III
5. В плоский конденсатор параллельно его пластинам со скоростью 3.107 м/с влетает электрон. При вылете из конденсатора он смещается по направлению к одной из пластин на 1,76.10-3 м. Длина каждой пластины конденсатора равна 3 см, расстояние между ними равно 2 см, напряженность электрического ноля равна 2.104 Н/Кл. Определите отношение заряда электрона к его массе.
6. Пылинка, заряд которой равен 10 мкКл, а масса равна 1 мг, влетает в однородное магнитное поле и движется по окружности. Индукция магнитного поля равна 1 Тл. Сколько оборотов сделает пылинка за время, равное 3,14 с?
Электрический заряд и электромагнитное поле
Вариант 4
I
1. Какой должна быть напряженность однородного электрического поля, чтобы находящийся в поле покоящийся электрон получил ускорение 2.1012 м/с2?
2. В однородное магнитное поле влетает электрон со скоростью 4,6.106 м/с, направленной перпендикулярно линиям магнитной индукции. Индукция магнитного поля равна 8,5.10-3 Тл. Рассчитайте силу, действующую на электрон в магнитном поле.
II
3. Между двумя вертикально расположенными параллельными пластинами подвешен шарик массой 0,1 г. Пластины заряжены, и при напряженности электрического поля между ними, равной 45 000 Н/Кл, шарик отклоняется от вертикали на угол, равный 10°. Определите заряд шарика.
4. Протон влетает в однородное магнитное поле, индукция которого равна 3,4.10-2 Тл, перпендикулярно линиям магнитной индукции со скоростью 3,5.105 м/с. Определите радиус кривизны траектории электрона. Масса протона равна 1,67.10-27 кг, заряд протона равен 1,6.10-19 Кл.
III
5. В однородном электрическом поле, где напряженность равна 3.106 Н/Кл, а линии напряженности составляют с вертикалью угол 30°, на нити висит шарик массой 2 г. Заряд его равен 3,3 нКл. Определите силу натяжения нити, если: а) линии напряженности направлены вверх; б) линии напряженности поля направлены вниз.
6. Два электрона движутся по окружностям в однородном магнитном поле в плоскости, перпендикулярной линиям индукции поля. Найдите отношение периодов обращения электронов, если кинетическая энергия первого электрона в 4 раза больше кинетической энергии второго.
Постоянное электрическое и магнитное поле в вакууме
I
1. Два одинаковых металлических шарика, имеющие заряды q1 = - 6.10-8 Кл и q2 = 1,5.10-8 Кл, привели в соприкосновение, а затем раздвинули на расстояние 10 см. Определите силу взаимодействия между шариками.
2. Потенциал заряженного проводника равен 200 В. Определите минимальную скорость, которой должен обладать электрон, чтобы улететь от этого проводника на бесконечно большое расстояние.
3. Длина активной части проводника равна 15 см. По ней течет ток силой 12 А. Угол между направлением тока и индукцией магнитного поля равен 90°. С какой силой магнитное поле, индукция которого равна 40 мТл, действует на проводник?
II
4. Между двумя точечными зарядами q1 = 6,4.10-6 Кл и q2 = -6,4.10-6 Кл расстояние равно 12 см. Найдите напряженность в точке, удаленной на 8 см от обоих зарядов.
5. Два заряда, значения которых равны q1 = 2.10-8 Кл и q2 = 3.10-8 Кл, находятся на расстоянии 10 см. Какую работу нужно совершить, чтобы их сблизить до расстояния 1 см?
6. Два одинаковых металлических шарика заряжены положительными зарядами 5 нКл и 20 нКл. Центры шариков находятся на расстоянии 10 см друг от друга. Шарики привели в соприкосновение. На какое расстояние после этого нужно развести их центры, чтобы сила взаимодействия осталась прежней?
III
7. Два одинаковых заряженных металлических шарика массой по 1 г каждый подвешены на шелковых нитях длиной 1 м. Определите заряд каждого шарика, если шарики оттолкнулись друг от друга на расстояние 2 см.
8. Отрицательно заряженная пылинка находится в равновесии между двумя горизонтальными равномерно заряженными пластинами, расстояние между которыми равно 1 см, а разность потенциалов равна 100 В. Под воздействием ультрафиолетового излучения пылинка частично теряет заряд и выходит из состояния равновесия. Сколько электронов потеряла пылинка, если для восстановления равновесия потребовалось увеличить разность потенциалов на пластинах на 50 В? Масса пылинки равна 4,9.10-12 г.
9. В вертикально однородном магнитном поле на двух тонких нитях подвешен горизонтально проводник длиной 20 см и массой 20,4 г. Индукция магнитного поля равна 0,5 Тл. На какой угол от вертикали отклонятся нити, если сила тока в проводнике равна 2 А?
3. С какой силон ядро атома железа, имеющее заряд, равный 41.6-10 Кл. притягивает электрон, находящийся на внутренней оболочке атома, расположенной на рас- стоянии 10 * М от ядра?