Ветрова В.Т. Сборник задач по физике. С индивидуальными заданиями
Подождите немного. Документ загружается.
Задача
8.8.
Газ массой т занимает объем V при давлении д Найти огно-
\Т -Т |
сительную ошибку дТ - '
реал вд
100
%
в определении температуры газа.
Т
реал
если газ рассматривать как идеальный.Определить, какой температуре идеаль-
ного газа соответствует определенная Вами погрешность.-
Номер
Газ
/и,
кг
V, м
3
Д Па
задания
1
10
5
2
Водород
0,02 0,25
1,5*10*
3 2-Ю
5
4
з-ю
5
5
10
s
6
Гелий
0,01 0,06
1,5-10
5
7
2-10
5
8
з-ю
5
9
10
5
10
Азот 0,1
0,1
1,5-Ю
5
11 2-Ю
5
12
З-Ю
5
13
Ю
5
14
Кислород
0.5
0,4
1,5-Ю
5
15 2-Ю
5
16 З-Ю
5
17
Ю
5
18 Углекислый газ 0,2
0,1
1,5-Ю
5
19 2-Ю
5
20
з-ю
5
21
Ю
5
22
Аргон
0,08
0,05
1,5-Ю
5
23 2-Ю
5
24 З-Ю
5
25
Ю
5
26 Пары воды 0,15 0,26
1,5-Ю
5
27 2-Ю
5
28
З-Ю
5
91
Задача 8.9. Газ массой т адиабатически расширяется в пустоту от V
х
до
К
2
> понижение температуры при этом равно ДГ. Найти неизвестную величину,
считая постоянную а»входящую в уравнение Ван-дер-Ваальса, известной.
Номер Газ
т>К
г
У
х
,м*
Г
2
,м
3
ДГ, К
задания
1
?
аог 0,06
13,64
2 Кислород
0.5
7
a2 1,535
3 3,0
ai
?
3,68
4 25
a2 0,7
?
5
?
as
1,5
2,18
6 Аргон 0,4
?
a2
10,365
7 2,0
0,25
7
1,45
8
0,75
a6
1,5
?
9
7
0,8
2,0
0,373
10 Углекислый газ
1,8
5,0
1,8
11 3,5
аз
?
2,32
12 1,0 0,75
1,5
?
13
7
as
2,5 0,3
14 Азот 1,2
?
3,0
2,7
15
1,5 0,2
?
L05
16
2,0,
1,0
2,0
1
17
7
0,4
2,0
0,69
18
Гелий
0,8 7
0,8
2,05
19 0,5
as
?
0,062
20 1,4
0,25
1,5
?
21
?
0,136
1,5
1,565
22
Водород
as
?
as
3,76
23 1,5 0,25
?
2,64
24
a4
0,06
0,3
?
25
Водяной пар
?
aoi
аоз 8,26
26
ais
?
a2 1,4
27 0,2 0,15 7 1 i
*, *
2»
a075 0,05
0,15
?
92
Задача 8.10. Один моль газа в некотором состоянии при температур!
больше критической Т
к
в т раз,занимает объем V, в со раз больше кр
ческого
V
K
>
и находится под давлением р, в п раз больше критическогс
Найти неизвестную величину согласно номеру задания.
Номер
со
т
и
задания
1
1,6
1
2 3,7
?
2,0
3 2,2 1,5 7
4 2,5 2
?
5
3,8
1
1,9
6 3,2
?
1,5
7
1,4
1,8 7
8
2,0
3,0
?
9
3,0
7
1,75
10 2,4
?
1,3
11
3,0
3,0
7
12
1,5
2,0
?
13 3,4
?
I,
6
14
2,4
7
2,2
15
2,2
2,0
?'
16 2,8 3,3 7
17 1,75
?
1,5
18
2,5
7
1,8
19 1,2 2,0 7
20
2,6
1,4
7
21
1,8
?
1,4
22
1,7
7
1,25
23
1,25
1,6
7
24
1,6
1,2
?
25 2,8
7
1,7
26
2,2
7
2,0
27
1,5
1,5
7
28 2,0
2,0
?
93
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ
ТЕМА 9. ЭЛЕКТЮСТАТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ
Контрольные вопросы
9.1.
Какое поле называется электростатическим? Чем подтверждается
факт существования поля в какой-либо области пространства? Сформулируй-
те закон Кулона. Как найти равнодействующую сил, с которой поле, создавав-?
мое несколькими зарядами, действует на пробный заряд?
9.2. Что является условием равновесия точечного заряда? При каких ус
ловиях равновесие будет устойчивым?
9.3,
Что называется напряженностью электростатического поля? Чему рав-
на циркуляция вектора напряженности электростатического поля? Что можно
сказать о поле вектора, циркуляция которого равна нулю? В чем состоит ме-
тод суперпозиции полей? Как применить этот метод для расчета напряжен
ности поля, создаваемого системой точечных зарядов и равномерно распреде
ленными зарядами?
9.4, Какая связь существует между силой, действующей на точечный за-
ряд, и его потенциальной энергией в электростатическом поле? Чему равна по-
тенциальная энергия взаимодействия двух точечных зарядов?
9.5,
Что называется потенциалом электростатического поля? Чему равна
разность потенциалов между двумя точками поля? Какую работу надо совер-
шить, чтобы переместить заряд из точки с одним потенциалом в точку с дру-
гим потенциалом?
9.6, Какая связь существует между потенциалом точки и напряженностью
электростатического поля в данной точке? Как, зная закон изменения потен-
циала поля, найти закон изменения его напряженности? Что такое эквипотен-
циальные поверхности?
9.7. Что называется потоком вектора напряженности электростатического
поля? Как рассчитать поток вектора напряженности через заданную поверх-,
ность? Сформулируйте теорему Остроградского—Гаусса для электростатичес-
кого поля в вакууме- Поясните, какая информация о поле вектора следует из
того,
что поток вектора через любую замкнутую поверхность отличен от ну-
ля.
Как применить теорему Остроградского-Гаусса к расчету напряженности
поля равномерно заряженных тел: бесконечной плоскости, поверхностно за-,
ряженной сферы, бесконечно длинной нити и т.д, Когда для расчета напряжен-,
ности электростатических полей, создаваемых заряженными телами, следует
применять теорему Остроградского—Гаусса, а когда
—
метод суперпозиции
9.8.
Как определить разность потенциалов между двумя точками электро-
статического поля, если известен закон изменения напряженности этого по-
ля?
94
9.9,
Чему равна работа по перемещению точечного заряда в электростати,
ческом поле? Когда эта работа положительна, а когда
—
отрицательна? Какая
связь существует между работой по перемещению точечного заряда и измене-'
нием его потенциальной энергии? При каких условиях можно найти констан-
ту, с точностью до которой определяется потенциальная энергия в данной
точке?
9.10.
Как, зная закон изменения напряженности электростатического по-
ля,
найти величину силы, действующей со стороны поля на пробный точечный
заряд, помещенный в данную точку поля? При каком условии перемещаю-
щийся в электростатическом поле точечный заряд, на который действует не-
сколько сил, может остановиться?
ЛИТЕРАТУРА
1.
И.В. Савельев. Курс общей физики. М., 1988.Т. 2 ( § 1-14).
2.
АЛ, Детлаф, БЖ Яворский. Курс физики. М., 1989 ( § 13Л-13.5,
14.1-14.2).
3.
Т.И Трофимова, Курс физики -М., 1985 ( § 77-, 86).
Задача 9.1. Найти силу, с которой на заряд q
{
действует поле, создавае-
мое всеми остальными зарядами системы, согласно номеру задания в табли-
це.
Номер Система а,- Ъ, с, q , q
v
q
3
, q
A
, q
s
,
задания зарядов см см см
1
„
1(Г
9
Кл 10-
8
Кл 10-
8
Кл l(T
8
KJi 10-
8
Кл
1
2
3
4
о
+10 +1
-1
-1
-1
+1
+1
-1
+1
+1
-1
+ 1
+1
5
6
7
8
а А \
«У с ь
9
10
11
12
/Л
if о Ч
3 4 5 +1
2 3 +1
+1
+6
-3
-1
+2
-4
-2
+6
-2
-2
+1
+1
-2
+2
+1
-1
13
14
15
16
ю
+1
+2
- 1
+1
_2
-5
-J
_1
+3
-1
+ 1
+2
-2
-2
+ 1
-3
+4
17
18
19
20
+1 -л
+1
+2
-2
+1
+3
+2
-2
-1
+1
-1
-Л
21
2
+0,1
-1
+1
fl
22
'А
-1
-3
+ 1
23 о/
i до
+1 +1 +1
24
ОД j
/О
+1
+2
-1
25
26
27,
28
-Л
3 +0,1 +1
-1 -1
1 1
TI
>
л
+1
+1
+1
-1
-5 +5
96
Задача
9.2.
Два положительных точечных заряда q
x
nq
2
закреплены на рас.
стоянии / друг
от
друга.
В
точке на прямой, проходящей через эти заряды,
на
рас-
стоянии х от первого заряда помещен третий заряд ц
ъ
так,что он находится в
равновесии. Найти неизвестную величину согласно номеру задания. Указать,
какой знак должен иметь заряд q
3
для того, чтобы равновесие было устойчи -
вым, если перемещение зарядов возможно только вдоль прямой, проходящей
через закрепленные заряды.
Номер q,Kn <7
2
,Кл /, м х, м
задания
1 ? 4-10-
9
0,6 0,2
2 4,5-10
_у
? 0 5 0,3
3 q
l
4^ ?' 0,2
4 0,25<7
2
q
2
1,0 ?
5 ? 8-КГ
9
1,2 0,4
6 9-10"
8
? о',6 0,3
7 q
x
2а.
9
0,5
8 0,4<7
2
</
г
' 2,0 ?
9 ? 6-Ю
-9
0,3 0,2
10 1,2
-Ю
-10
? 0,9 0,4
П 0,5<?
2
q
2
? 0,3
12 q
x
2q
x
1,0 ?
13 ? 7-Ю"
9
0,5 0,2
14 1,6 ТО"
9
? 0,8 0,4
15 q, 8q
1
? 0,1
16 0,25<?
2
q
2
2,0 ?
17 ?
1,2-10
_!0
0,8 0,4
18 8.Щ-
9
1_ 0,7 0,2
19 0,2<7
2
q
2
? 0,1
20
4l
4?, 1,0 ?
21 ? 9-10
-8
0,4 0,1
22 3,6
-10"
9
? 1,0 0,6
23 0,4<7
2
q
2
? 0,2
24 q
x
6
(?l
1,0 ?
25 ? 1,6
-10"
10
0,7 0,3
26 6-10
-9
? 0,8 0,2
27
(?l
4q
1
? 0,4
28 0,2q
2
q
2
2,0 ?
7 Зак. 5388
97
Задача 9.3. Электростаское поле создается положительным зарядом q,
равномерно распределенньо заряженному телу радиусом R (для широ-
кого тонкого кольца меш радиус - R
v
больший- R
2
) или длиной 2L.
Найти напряженность погооси, проходящей через центр тела, в точке М,
отстоящей от центра на рзянии Ъ. Выполнить согласно номеру задания в
таблице. ^/_)
Номер Найти напряженнэлектрическо- q, Кл R ,м Я ,м1,м Ь
х
м
задания го поля в точках
1
2
3
4
На перпендику-
лярк плоскости
то» проволочно-
го эсенного коль-
ца
1(Г 0.1
0,05
0,10
0,15
0,20
5
6
7
8
4
На проходящей
вдаряженной ни-
ти
дай
2L, вне ни-
ти
5-10"
•10
0,1
0,15
0,20
0,25
0,30
В ц? заряженного
прочного полу-
KOJ
10"
0,05
0,10
СС15
0.20
0
13
14
15
16
На перпендику-
лярк заряжен-
нош длиной 2L
5-10"
0,1 0 05
0,'10
0,15
0,20
17
18
19
20
чг~г
На перпендику-
лярк плоскости
то» заряженно-
го д
10
-9
0.1
0,05
0,10
0,15
0,20
На перпендику-
лярк плоскости
ШИ)ГО тонкого
заршого кольца
З-Ю"
10
0,05 0,1 0,05
0,10
0,15
0,20
25
27
28
1
\
В не поверхност- 10
НО ЖЁННОЙ CQJCPBL
-9
0,05
Г\
1
г\
U
(
1U
0,15
0,20
0
98
Задача 9.4. Заряженная частица движется со скоростью v. На какое наи-
меньшее расстояние она может приблизиться к ядру атома заданного элемен-
та? Заряд ядер атомов равен Ze, где Z
—
порядковый номер атома в перио-
дической таблице элементов, е
—
заряд электрона.
Номер
Частица
Элемент
v, м/с
задания
1
Н
2-10
5
2 Протон
А1
3-10
5
3
Си
10
6
4
Не
2<10
6
5
А1
5-10
5
ON
а-частица
Си
10*
7 Не
10
s
8
Zn 5-10
5
9
В
5-10
4
10
Протон
Ne
1,5-10
5
11
Li
1 2-10
5
12 С
3-10
5
13
Be
10
s
14
Протон
Аг
8-10
4
15
Na 3-10
4
16
CI
2-10
4
17 н
1,7-10
5
18
а-
частица
N
4-Ю
5
19 С 2,5-10
s
20 Si
1,2-Ю
6
21
Fe
3'10
6
22
а-настица
Са
8'10
5
23
Hg
2-10*
24 Na 4-Ю
5
25
N
1,3-ю
6
26
Протон
Ag
10
s
27 0 5-10
5
28
Ca
6-10
5
99
Задача 9,5, Электрическое поле образовано двумя параллельными пласти-
нами» находящимися на расстоянии d друг от друга. Разность потенциалов
между ними равна Д<А Заряженная частица, пройдя вдоль силовой линии
расстояние Дг, приобретает под действием поля скорость v. Найти неизвест-
ную величину согласно номеру задания.
Номер
Частица d, см
ы>, в
Дг, см
v, м/с
задания
1
?
100,4 4
8<10
4
2
сьчастица
1
?
0,8 4.10
4
3 10
1570
?
3.10
s
4
2
120
1
?
5
?
149 3,5
10
s
Протон
18
7
12
4-W
s
7
40
5800
7
10
6
8
3 50
2
7
9
?
83,4
1,5
2-Ю
6
10 Электрон
10
?
0,5
8-Ю
5
1-1
7 332
?
10
7
12
16 410 9
?
13
О
244 3
10
s
14
а-частица
9
?
8 2-10
5
15
12 307,5
?
7-10
4
16
8 83,7
2,5
?
17
?
44,5
3
8-10
4
18
Протон
4
?
0,3 5-10
4
19
11
574
?
3-10
5
20
6
78,3 4
?
21
?
1290
15
2-10
7
22
Электрон
3
?
1,2
6-10
6
23
50
4740
7
4-10
7
24
13 1344
11
?
25
?
52,7
5 6-10
4
26
аьчастица
20
7
16
4-10
5
27
5
313,8
?
9-10
4
28
15
353
10
?
100