Електрика і магнетизм

15.

1. назва хвороби

Питання типу 10. Назвіть процес, зображений на рисунку та підпишіть структури, позначені стрілками:

1.

2.

3.	4.
5.	6.
7.	8.

9.	10.
11.
12.

13.

14.  

15.

Питання типу 11. Представникам яких з наведених таксонів притаманний фаготрофний тип живлення: а) Myxomycota, б) Labyrinthulomycota, в) Oomycota, г) Plasmodiophoromycota, д) Zygomycota, ж) Basidiomycota з) Ascomycota, и) Stemonitales, і) Pythiales, к) Chytridiales, л) Enthomophtorales, м) Physarales н) Mucor, о) Phytophthora тощо.

Представникам яких з наведених таксонів притаманне явище дипланетизму а) Myxomycota, б) Labyrinthulomycota, в) Oomycota, г) Plasmodiophoromycota, д) Zygomycota, ж) Basidiomycota з) Ascomycota, и) Saprolegniales, і)Acrasis, к) Ceratiomyxa тощо.

Представникам яких з наведених таксонів притаманні клітинні оболонки з целюлози: а) Labyrinthulomycota, б) Polymyxa, в) Oomycota, г) Plasmodiophoromycota, д) Zygomycota, ж) Basidiomycota з) Ascomycota, и) Myxomycota, і) Pythiales тощо.

Представникам яких з наведених таксонів притаманні клітинні оболонки з хітину: а) Myxomycota, б) Labyrinthulomycota, в) Oomycota, г) Plasmodiophoromycota, д) Zygomycota ж) Basidiomycota з) Ascomycota, и) Saprolegniales, і) Acrasis, к) Ceratiomyxa тощо.

Представники яких з наведених таксонів відносяться до групи фітопатогенних грибів: а) Stemonitis fusca, б) Plasmodiophora brassicae в) Saprolegnia parasitica, г) Rhizopus stolonifer, д) Plasmopara nivea, е) Mucor, є) Rhyzophydium тощо.

3.1. Електрична взаємодія заряджених тіл.

Закон Кулона.

1. Довести, що коли дві однакові металеві кульки, заряджені однойменно нерівними зарядами, доторкнути одну до одної, а потім розвести на ту саму відстань, то сила взаємодії обов’язково збільшиться, причому тим дужче, чим більше різняться між собою заряди.

2. Два точкових заряди, які знаходяться в повітрі (e=1) на віддалі 20 см один від одного, взаємодіють з деякою силою. На якій віддалі треба помістити ці заряди в маслі, щоб отримати ту ж силу взаємодії.

3. У вершинах правильного шестикутника, сторона якого дорівнює а, розташували один за одним заряди +q, +q, +q, -q, -q, -q. Визначити силу, що діє на заряд +q, який міститься в центрі шестикутника.

4. Заряди +Q, - Q, +q містяться у вершинах правильного трикутника із стороною а. Яка сила діє на заряд +q?

5. Чотири позитивних точкових заряди по 7 нКл кожний розміщені у вершинах квадрата. Сила, яка діє з боку трьох зарядів на четвертий, дорівнює 20 мкН. Знайти довжину сторони квадрата.

6. Заряди 16 нКл і 10 нКл розташовані на відстані 7 мм один від одного. Яка сила діятиме на заряд 2 нКл, який розміщений у точці, що віддалена на 5 мм від меншого заряду і на 4 мм від більшого?

7. На віддалі 5 см один від одного знаходяться два точкових заряди 100 нКл та –500 нКл. Визначити силу, з якою ці заряди діють на точковий заряд 10 нКл, що знаходиться на відстані 3 см і 6 см відповідно від першого та другого зарядів. Навколишнє середовище – повітря.

8. Дві однакові кульки масою 5 г підвішені на двох нитках так, що їх поверхні дотикаються. Який заряд треба надати кулькам, щоб натяг нитки дорівнював 0,98 Н. Віддаль від точки підвісу до центра кульки дорівнює 10 см.

10. Заряд q рівномірно розподілений вздовж тонкого кільця радіусом r. Визначити силу, з якою заряд кільця діє на точковий заряд q₀, що знаходиться: в центрі кільця; на відстані h від центра кільця вздовж його осі.

3.2. Напруженість електричного поля. Розрахунок електричних полів за допомогою теореми Остроградського-Гаусса.

1. В основі рівностороннього трикутника зі стороною а розташовано заряди +q і -q. Визначити напруженість поля в центрі трикутника.

2. Три однакових заряди по 10 нКл розміщені у вершинах прямокутного трикутника з катетами 30 см і 40 см. Знайти напруженість електричного поля у точці перетину гіпотенузи з перпендикуляром, опущеним на неї з вершини прямокутного трикутника.

3. Чотири однойменних заряди q розміщені у вершинах квадрата зі стороною а. Якою буде напруженість поля на відстані 2а від центра квадрата: на продовженні діагоналі; на прямій, яка проходить через центр квадрата і паралельна сторонам?

4. Визначити напруженість електричного поля, створеного двома точковими зарядами, в точці, яка знаходиться на відстані 50 см від першого заряду і 70 см від другого, якщо q₁=50 нКл, q₂=-10 нКл. Відстань між зарядами 40 см.

5. Два заряди, один з яких за модулем у 4 рази більший від другого розташували на відстані а один від одного. В якій точці поля напруженість дорівнює нулю, якщо: заряди однойменні; заряди різнойменні?

6. Знайти напруженість електричного поля таких предметів: нескінченної рівномірно зарядженої з поверхневою густиною заряду s площини; двох різнойменно заряджених з поверхневими густинами заряду ±s нескінченних площин; нескінченного рівномірно зарядженого з поверхневою густиною заряду s провідника; рівномірно зарядженої з лінійною густиною заряду h нескінченної циліндричної поверхні; рівномірно зарядженого з об’ємною густиною заряду r нескінченного циліндра; рівномірно зарядженої зарядом q сферичної поверхні; рівномірно зарядженої з об’ємною густиною заряду r кулі.

7. Електричний заряд 10×10^-12 Кл рівномірно розподілений по об’єму ебонітової кулі радіусом 5 см. Визначити напруженість та індукцію електричного поля на відстанях 10 см та 5 см від центра кулі.

8. По тонкій сферичній оболонці радіусом 7 см рівномірно розподілений заряд з поверхневою густиною 100 нКл/м². Визначити напруженість електричного поля на відстанях 10 см та 5 см від центра.

9. Заряд q рівномірно розподілений вздовж тонкого кільця радіусом r. Знайти напруженість поля: в центрі кільця; на відстані h від центра кільця вздовж його осі.

10. У початку координат та в точці А(0,2) поміщені одинакові заряди по 110 нКл. Обчислити напруженість електричного поля у точці з координатами х=2 м, y=2м.

3.3.Робота сил електростатичного поля.

Потенціал і напруга.

2. Відстань між точковими зарядами 6,6 нКл і 13,2 нКл, які знаходяться у гасі, 40 см. Яку роботу треба виконати, щоб зблизити їх до відстані 25 см?

3. У двох вершинах правильного трикутника розміщені однакові заряди q. Яку роботу треба виконати, щоб перемiстити заряд q₀ з нескінченності у третю вершину трикутника?

4. Нескінченно довга заряджена нитка з лінійною густиною заряду 10 нКл/м знаходиться на відстані 6 см від точкового заряду 50 нКл. Під дією сил електричного поля відстань між ними зменшилася у два рази. Визначити роботу сил поля по переміщенню заряду.

5. На відстані 0,5 м від поверхні відокремленої металевої кулі радіусом 10 см з поверхневою густиною заряду 50 мкКл/м² знаходиться заряд q. Щоб наблизити його на відстань 10 см від поверхні кулі, необхідно виконати роботу 1,5 Дж. Знайти величину заряду.

6. Дві провідні кулі, заряджені до потенціалів 200 В і 300 В, з’єднують довгим тонким провідником. Визначити поверхневу густину заряду на цих кулях після їх з’єднання, якщо радіуси куль 5 см і 10 см.

7. Знайти потенціал поля таких предметів: нескінченної рівномірно зарядженої з поверхневою густиною заряду s площини; двох різнойменно заряджених з поверхневими густинами заряду ±s нескінченних площин; рівномірно зарядженого з об’ємною густиною заряду r нескінченного циліндра; рівномірно зарядженої зарядом q сферичної поверхні; рівномірно зарядженої кулі з об’ємною густиною заряду r.

8. Рівномірно заряджена скляна куля радіусом 5 см з об’ємною густиною заряду 600 нКл/м³ знаходиться у повітрі. Визначити потенціал поля на відстанях 3 см та 8 см від центра кулі.

9. Показати, що після з’єднання двох металевих куль з однаковим зарядом тонкою провідною дротиною, густини зарядів на них будуть обернено пропорційні їх радіусам.

10. Яка різниця потенціалів між точками електростатичного поля, що розташовані у вакуумі на віддаллях 0,4 м і 1м від точкового заряду 2 нКл? Яку роботу необхідно виконати, переміщуючи позитивний заряд 4 нКл з першої точки в другу?

3.4. Електроємність, конденсатори.

Простір між обкладками плоского конденсатора заповнено двома шарами діелектриків: скла товщиною 1 см і парафіну товщиною 2 см. Різниця потенціалів між обкладками 3000 В. Визначити напруженість поля і падіння потенціалу в кожному з шарів.

Між пластини зарядженого плоского конденсатора ввели діелектрик з діелектричною проникливістю e так, що він повністю заповнив об’єм між половинами площ пластин. У скільки разів змінилися ємність конденсатора, заряд на пластинах та напруга між ними?

Два послідовно з’єднаних конденсатори ємностями С₁=2 мкф і С₂=4 мкф приєднані до джерела постійної напруги U=120 В. Визначити напругу на кожному конденсаторові.

6. Два однакових конденсатори з’єднано послідовно і приєднано до джерела ЕРС. У скільки разів зміниться різниця потенціалів на одному з конденсаторів, якщо другий занурити у рідину з діелектричною проникністю 2?

7. Два кондесатори ємностями С₁ і С₂ з’єднані послідовно. Яку максимальну напругу можна подати на таку батарею, якщо кожен з конденсаторів витримує напругу відповідно U₁ і U₂.

8. Два конденсатори зарядили відповідно до напруг 300 В і 100 В і з’єднали паралельно. Знайти відношення ємностей, якщо напруга стала рівною 250 В.

9.

3.5. Постійний електричний струм, густина струму. Опір провідника.

Закон Ома для ділянки кола.

1. Який заряд пройде по провіднику, якщо сила струму рівномірно зменшується від 5 А до нуля протягом 10 с?

2. Сила струму в провіднику змінюється з часом за законом І=3+2t+0,5t² (A). Який заряд пройде через поперечний переріз провідника за час від t₁=2 c до t₂=6 c? При якій силі постійного струму через поперечний переріз провідника пройде такий самий заряд протягом такого самого проміжку часу?

3. Визначити середню швидкість напрямленого руху електронів вздовж мідного провідника при густині постійного струму 11 А/мм², якщо вважати, що на кожен атом міді у металі є один вільний електрон. Атомна маса міді 64.

4. Визначити густину струму в залізному провіднику довжиною 10 м, якщо провідник знаходиться під напругою 6 В?

5. Яку напругу можна прикласти до котушки, що має 1000 витків мідного дроту з середнім діаметром витків 6 см, коли допустима густина струму 2 А/мм².

6. Є котушка мідного дроту з площею поперечного перерізу 0,1 мм². Маса всього дроту 0,3 кг. Визначити опір дроту.

7. Яка напруженість поля в алюмінієвому провіднику перерізом 1,4 мм², якщо сила струму становить 1 А?

9. Плоский конденсатор заповнений речовиною з діелектричною проникністю e і питомим опором r. Який опір конденсатора, якщо його ємність дорівнює С?

10. Опір вольфрамової нитки електричної лампочки при 20°С становить 35,8 Ом. Яка буде температура нитки лампочки, якщо при ввімкненні в мережу з напругою 120 В по ній проходить струм силою 0,33 А?

3.6. Послідовне та паралельне з’єднання провідників.

2. З провідника опором 10 Ом зроблено кільце. Де треба приєднати підвідні провідники, щоб опір кільця дорівнював 1 Ом?

3. Джерело з напругою U живить групу N послідовно з’єднаних резисторів R. У скільки разів зміниться струм на ділянці та струм у кожному з опорів, якщо їх з’єднати паралельно?

4. Опір одного з двох послідовно ввімкнених провідників у n разів більший, ніж опір другого. У скільки разів зміниться сила струму в колі та на кожному опорі, якщо їх з’єднати паралельно?

5. Визначити опір, якщо амперметр показує струм 5 А, а вольтметр з внутрішнім опором 2550 Ом, приєднаний до кінців опору, — напругу 100 В.

6. Є джерело струму напругою 6 В, реостат опором 30 Ом і дві лампочки, на яких написано: 3,5 В, 0,35 А і 2,5 В, 0,5 А. Як скласти коло, щоб лампочки працювали в нормальному режимі?

7. Електричну лампочку опором 240 Ом, розраховану на напругу 120 В, треба живити від мережі напругою 220 В. Як і якої довжини слід ввімкнути ніхромовий провідник перерізом 0,55 мм² для нормальної роботи лампочки?

8. Коло складається з трьох послідовно з’єднаних провідників, приєднаних до джерела з напругою 24 В. Опір першого провідника 4 Ом, другого – 6 Ом, напруга на кінцях третього провідника – 4 В. Визначити силу струму в колі, опір третього провідника і напругу на кінцях першого та другого провідників.

9. Чотири провідники, опори яких 1, 2, 3 і 4 Ом, з’єднані так, що загальний опір кола дорівнює 1 Ом. Визначити силу струму у провіднику з опором 2 Ом, якщо у провіднику з опором 3 Ом, сила струму становить 3 А.

3.7.Закон Ома для повного кола.

1. Від генератора, що має ЕРС 250 В і внутрішній опір 0,1 Ом, необхідно протягти до споживача двопровідну лінію завдовжки 100 м. Яку масу алюмінію треба витратити на виготовлення підвідних проводів, якщо споживач має потужність 22 кВт і розрахований на напругу 220 В?

2. Гальванічний елемент на зовнішній опір 4 Ом дає струм 0,2 А. Якщо ж зовнішній опір 7 Ом, то елемент дає струм 0,14 А. Який струм елемента, коли його замкнути накоротко?

3. У провіднику опором 2 Ом, приєднаному до елемента з ЕРС 1,1 В, проходить струм 0,5 А. Яка сила струму під час короткого замикання елемента?

4. Джерело струму з внутрішнім опором r і ЕРС E замкнуто на три, послідовно з’єднані, резистори опором 3r кожний. У скільки разів зміняться сила струму в колі, напруга на затискачах джерела і корисна потужність, якщо резистори з’єднати паралельно?

5. Визначити ЕРС батареї, коли відомо, що при збільшенні опору навантаження в n разів напруга на навантаженні збільшується від U₁ до U₂.

6. Джерело постійного струму замикають двома послідовно з’єднаними опорами r₁ i r₂. Якщо вольтметр приєднати до опору r₁, то він показує 6 В, якщо до r₂ – він покаже 4 В, а якщо до джерела – 12 В. Знайти спад напруги на опорах r₁ i r₂. Внутрішнім опором джерела знехтувати.

7. Коло складається з акумулятора з внутрішнім опором r і навантаження опором R. Вольтметр, ввімкнений послідовно і паралельно з опором R, показує одну і ту саму величину напруги. Знайти опір вольтметра.

8. Яка ЕРС елемента, коли вольтметр з внутрішнім опором 20 Ом показує на його затискачах напругу 1,37 В, а коли елемент замкнути на опір 10 Ом, то в колі буде текти струм 0,132 А?

9.
Джерело струму має опір, порівняний з опором вольтметрів. Один вольтметр, приєднаний до затискачів джерела, показав 10 В. Другий вольтметр, коли його приєднали замість першого, показав 15 В. Коли ж ці вольтметри з’єднали послідовно і приєднали до затискачів джерела, то перший показав 4 В, а другий — 12 В. Визначити ЕРС джерела.

3.8. Розширення меж вимірювання електровимірювальних приладів. Закони Кірхгофа.

1. Якщо до амперметра, розрахованого на максимальну силу струму 2 А, приєднати шунт опором 0,8 Ом, то ціна поділки шкали амперметра збільшиться в 10 разів. Визначити, який додатковий опір потрібно приєднати до того самого амперметра, щоб його можна було використовувати як вольтметр для вимірювання напруги 400 В?

2. Ціна поділки гальванометра 0,5 мкА. Шкала приладу рівномірна і має 100 поділок. Внутрішній опір – 2 кОм. Як з цього приладу зробити вольтметр для вимірювання напруги до 150 В та амперметр для вимірювання струму 2 А?

3. Вольтметр з внутрішнім опором 2 кОм, шкала якого поділена на 150 поділок, призначений для вимірювання напруги 30 В. Який і як саме треба підключити опір, щоб цим вольтметром можна було вимірювати напругу до 75 В? Як зміниться при цьому ціна поділки?

4. Міліамперметр, розрахований на струм до 0,1 А, необхідно використати для виміру струмів до 5 А. Обчислити опір мідного шунта, якщо внутрішній опір амперметра 4 Ом. Яким має бути поперечний переріз шунта, якщо його довжина 10 см.

5. У коло ввімкнено однаковими полюсами два гальванічні елементи з різними ЕРС: 1,9 В і 1,1 В і внутрішніми опорами 0,1 Ом і 0,8 Ом. Елементи замкнені на зовнішній опір 10 Ом. Чому дорівнюють струми, що проходять через елементи? Яка напруга на зовнішньому опорі?

6. Два елементи з ЕРС 1,5 В і 2 В з’єднано однаковими полюсами. Вольтметр, приєднаний до клем батареї, показав напругу 1,7 В. Визначити відношення внутрішніх опорів. Струмом вольтметра знехтувати.

7. Дві батареї з’єднали послідовно і замкнули на опір R=4 Ом. При цьому струм у колі був 1,83 А. Потім одну з батарей повернули і ввімкнули назустріч іншій. Струм у колі став 0,34 А. Які ЕРС та внутрішні опори батарей, коли при замиканні кожної з них на опір R через них проходять струми 1 А і 1,3 А?

3.9. Робота і потужність постійного струму. Інтегральна та диференціальна форми закону Джоуля–Ленца.

1. Два чайники, кожний з яких при напрузі 220 В споживає потужність 400 Вт, закипає при послідовному і паралельному вмиканні протягом одного і того самого часу. Чому дорівнює опір підвідних проводів?

2. Якої довжини треба взяти нікеліновий дріт перерізом 0,84 мм², щоб виготовити з нього нагрівник на 220 В, за допомогою якого можна було б нагріти 2 л води від 20 ⁰С до кипіння за 10 хв при ККД 80 %?

3. Яку довжину і поперечний переріз повинен мати ніхромовий дріт для виготовлення кип’ятильника (220 В, 480 Вт)? Допустима густина струму — 10 А/мм².

4. Знайти відношення кількостей теплот, які виділяються в залізному та мідному провідниках однакової довжини і площі поперечного перерізу: при послідовному з’єднанні; при паралельному з’єднанні?

5. Як зміниться температура мідного стержня, коли по ньому протягом 0,5 с проходитиме струм, густина якого 9 А/мм²?

7. Акумулятор із внутрішнім опором 0,08 Ом при протіканні через нього струму 4 А віддає в зовнішнє коло потужність 8 Вт. Яку потужність він віддає при струмі 6 А?

8. Сила струму у провіднику опором 100 Ом рівномірно збільшується від 0 до 10 А протягом 30 с. Визначити кількість теплоти, яка виділилася протягом цього часу в провіднику?

9. У мідному провіднику довжиною 3 м і площею поперечного перерізу 1 мм² проходить струм. Визначити кількість теплоти, яка виділиться за 1 хв, якщо напруженість електричного поля в провіднику 0,2 В/м?

10. Яка теплова потужність виділяється в одиниці об’єму провідника довжиною 1 м, якщо при густині струму 10⁶ А/м² на його кінцях підтримується різниця потенціалів 1 В? Який питомий опір провідника?

3.10. Електричний струм у напівпровідниках, контактні явища, термоелектричний струм.

1. До кінців кола, що складається з послідовно ввімкнених термістора та резистора опором 1 кОм, подали напругу 20 В. При кімнатній температурі сила струму в колі 5 мА. Коли термістор занурили у гарячу воду, сила струму збільшилась до 10 мА. У скільки разів змінився опір термістора?

2. Фоторезистор, який у темряві має опір 25 кОм, ввімкнено послідовно з резистором, що має опір 5 кОм. Коли фоторезистор освітили, сила струму в колі збільшилася в 4 рази. Визначити опір фоторезистора.

3. Концентрація електронів провідності у германії при кімнатній температурі 3×10¹⁹ м^-3. Яку частину становить кількість електронів провідності від загальної кількості атомів? Густина германію 5400кг/м³, молярна маса – 0,073 кг/моль.

4. Робота виходу електронів у міді 4,47 еВ, а свинцю – 3,74 еВ. Яка контактна різниця потенціалів у з’єднанні двох металів? Вважати, що концентрації вільних електронів однакові.

5. Питома термоЕРС термопари мідь–константан становить 43 мкВ/К. Яка температура гарячого спаю, якщо холодний підтримується при температурі 25°С? Виміряна термоЕРС дорівнює 1,72 мВ.

6. Визначити температуру рідини, використовуючи диференціальну термопару мідь–константан опором 4 Ом, приєднану до гальванометра опором 80 Ом. Стала термопари – 43 мкВ/К. Гальванометр показує силу струму 48 мкА.

7. При температурі холодного спаю 0°С ЕРС термопари у загальному вигляді визначається таким виразом: e=at+bt² (t – температура в °С, a i b – сталі). Визначити a i b, якщо при температурі 80°С ЕРС дорівнює 3,62 мВ, а при 170°С ЕРС дорівнює 6,8 мВ. При якій температурі гарячого спаю ЕРС термопари дорівнюватиме 4,9 мВ?

8. Термопара мідь–константан опором 5 Ом приєднана до гальванометра опором 100 Ом. Один спай термопари занурено в танучий лід, другий – у гарячу рідину. Визначити температуру рідини, якщо сила струму в колі 37 мкА, стала термопари – 43 мкВ/К.

9. Сила струму в колі, що складається з термопари опором 4 Ом і гальванометра опором 80 Ом, дорівнює 26 мкА при різниці температур спаїв 50 К. Визначити сталу термопари.

10. Визначити опір гальванометра з ціною поділки 10 нА/под., якщо опір термопари 8 Ом і нею можна виміряти мінімальну зміну температури 5 мК. Стала термопари 50 мВ/К. Відхилення стрілки 20 поділок.

Дата добавления: 2015-05-24