Решение 8 задач. Три точечных заряда q0, q1 и q2 находятся соответственно в точках О, А и В

Задача No 1. Основные законы электростатики

Три точечных заряда q0, q1 и q2 находятся соответственно в точках О, А и В,
которые заданы координатами О (0, 0), А (х1, у1) и В (х2, у2). Величины,
используемые в данной задаче: F0 − сила, действующая на заряд q0; F1 − сила,
действующая на заряд q1; F2 − сила, действующая на заряд q2; α − угол наклона
прямой ОА к оси Ох; β − угол наклона прямой ОВ к оси Ох; γ − угол наклона
прямой ВА к оси Ох. Найти неизвестные величины, обозначенные в таблице
вариантов вопросительным знаком. Сделать чертеж в соответствии с заданными
координатами.

Задача No 2. Напряженность электростатического поля

Три заряженных тела − бесконечно длинная заряженная плоскость с поверхностной
плотностью заряда σ1, заряженная сфера радиуса R = 3см с зарядом q2, точечный
заряд q3 − создают электростатическое поле. Точка О удалена на расстояние r1 от
заряженной плоскости, на расстояние r2 от центра заряженной сферы и на
расстояние r3 от точечного заряда. Прямая r3 образует угол α с осью х, а прямая r2 −
угол β. Величины, используемые в данной задаче: Е1 – напряженность в точке О
поля заряженной плоскости, Е2 – напряженность в точке О поля заряженной сферы,
Е3 – напряженность в точке О поля точечного заряда и Е – напряженность
результирующего поля; qо − точечный заряд, помещенный в точку О, F − сила,
действующая на заряд qо. Сделать чертёж и найти величины, обозначенные в
таблице вопросительным знаком.

Задача No 3. Потенциал электростатического поля

Три заряженных тела − бесконечная плоскость с поверхностной плотностью заряда
σ1, сфера радиусом R=2 см с зарядом q2, точечный заряд q3 − создают
электростатическое поле. Точка А удалена на расстояние r1 от заряженной
плоскости, на расстояние r2 от центра заряженной сферы и на расстояние r3 от
точечного заряда. Прямая r3 образует угол α с осью х, а прямая r2 − угол β. Из точки
А в точку В перемещается точечный заряд qо . Величины, используемые в данной
задаче: U − разность потенциалов между точками А и В, d – расстояние между
ними, А – работа сил поля при перемещении заряда qо. Сделать чертёж и найти
неизвестные величины, обозначенные в таблице вопросительным знаком.

Задача No 4. Законы постоянного тока

Начертить соответствующую Вашему варианту схему и определить неизвестные
параметры участка электрической цепи (в таблице обозначены вопросительным
знаком). Условные обозначения физических величин: r − полное сопротивление
участка; I − сила тока, подводимого к участку; U − напряжение на участке; P –
мощность, выделяемая на участке, ri, Ii , Ui и Pi – то же для резистора с номером i.

Задача No 5. Магнитное поле

На рисунках А, Б, В и Г изображены сечения двух параллельных прямолинейных
длинных проводников с токами I1 и I2. Сделать соответствующий Вашему варианту
чертёж, определить индукцию В результирующего магнитного поля в точке А и
величины, обозначенные в таблице вопросительным знаком. Величины,
используемые в данной задаче: r1 − расстояние первого проводника до точки А, r2 −
расстояние второго проводника до точки А. r − расстояние между проводниками,
B1 − индукция магнитного поля первого тока в точке А, B2 − индукция магнитного
поля второго тока в точке А, F/L − сила взаимодействия проводников на единицу
длины проводника.

Задача No 6. Действие магнитного поля на контур с током

В магнитном поле индукцией В равномерно вращается с частотой n контур с током.
Площадь, ограниченная контуром, равна S. Сила тока в контуре поддерживается
постоянной и равна I. Ток в контуре создает магнитный момент рm. В начальный
момент времени t0=0 угол между нормалью к плоскости контура и вектором В
магнитной индукции равен α0 и в дальнейшем возрастает, магнитный поток через
плоскость контура равен Ф0, вращательный момент, действующий на рамку в
магнитном поле, равен М0. В момент времени t1 эти три величины становятся
равными α1, Ф1 и М1, работа сил поля за это время равна А. Сделать чертеж и найти
неизвестные величины, обозначенные в таблице знаком «?».

Задача No 7. Движение заряженной частицы в магнитном поле

Частица массой m и зарядом q влетает со скоростью v0 в электрическое поле вдоль
силовых линий и проходит в нём разность потенциалов U, поле при этом
совершает работу А. Из поля частица вылетает со скоростью v и влетает в
однородное магнитное поле индукцией В, в котором частица движется по
окружности радиусом R с периодом Т и частотой ν. Сделав чертёж, найти силу
эквивалентного кругового тока I, магнитный момент рm кругового тока,
механический момент импульса L и гиромагнитное отношение γ = pm/L, а также
величины, обозначенные в таблице вопросительным знаком.

Задача No 8. Явление электромагнитной индукции

Рамка, состоящая из N витков, равномерно вращается с частотой ν в однородном
магнитном поле индукцией В. Площадь рамки равна S, ось вращения
перпендикулярна линиям магнитной индукции. Циклическая частота колебаний
ЭДС индукции равна ω, активное сопротивление рамки равно R. Максимальная
ЭДС индукции равна εmax, максимальная сила тока в рамке равна Imax.
Максимальный магнитный поток через рамку равен Фmax. Заряд, протекший по
рамке за одну четверть периода вращения, равен q. Уравнение колебаний силы
тока в рамке i = f(t). Сделать чертёж и найти неизвестные величины, обозначенные
в таблице знаком «?».