Физика 2 Контрольная работа № 1 Электростатика. Постоянный

Вариант № 1
1.1.Между точечными зарядами +q и –q находится диэлектрик в форме куба.
Как изменится сила, действующая на
каждый заряд, если куб убрать?
1) увеличится;
2) уменьшится;
+q
-q
3) не изменится;
4) данных недостаточно для однозначного ответа.
1.2..На рисунке изображена система, находящаяся
в
равновесии:
кольцо
с
равномерно
распределенным зарядом –q1 и два точечных
заряда +q. Расстояние зарядов +q до центра 0
кольца, равно его радиусу R. Каково отношение
величин зарядов q/q1?
1) 2 ;
2) 2 2 ;
3) 1 2 ;
4) 3 .
- q1
R
R
+q
0
R
+q
1.3.Две малые параллельные заряженные площадки S1 и S2 с одинаковой
поверхностной плотностью зарядов σ
ограничены одним телесным углом
S2
S1
d

d . Сравните напряженности E1 и E2 0
полей, создаваемых заряженными
площадками S1 и S2 в вершине 0
телесного угла (r >> S , где r - расстояние от площадки до вершины 0, S –
величина площади площадки).1) E1  E2 ;
2) E1  E2 ;
3) E1  E2 ;
4) E1  E 2 .
1.4.Четыре точечных заряда расположены в вершинах квадрата. Укажите
направление максимального возрастания
потенциала в центре квадрата
(точка 0).
1) ↑;
2) ↓;
3) ←;
4) →.
+q
-q
00
-2 q
+2 q
1.5.Бесконечно длинный цилиндрический диэлектрический стержень несет
равномерно распределенный по объему заряд. Какова зависимость потока
ФE вектора напряженности электрического поля сквозь мысленно
построенную цилиндрическую поверхность от ее радиуса r, если эта
поверхность соосна со стержнем и проходит внутри него? Диэлектрик
однородный.
1) ФE ~ r;
2) ФE ~ r2;
3) ФE ~ r -1;
4) ФE= const.
1.6.Под действием внешнего электрического поля заряды в проводнике
перераспределяются таким образом, что:
1) напряженность результирующего поля в любой точке внутри
проводника равна нулю, а значения потенциала разные для
разных точек проводника;
2) напряженность результирующего поля в любой точке внутри
проводника равна нулю, а потенциал одинаков для всех точек
проводника и не равен нулю;
3) напряженность результирующего поля в любой точке внутри
проводника, а также потенциал равны нулю;
4) напряженность результирующего поля в любой точке внутри
проводника не равна нулю, а значение потенциала зависит от
расстояния от данной точки до поверхности проводника.
1.7.Пластины плоского воздушного конденсатора, соединенного с
источником постоянной ЭДС медленно раздвигают с постоянной скоростью
(при t = 0 ширина зазора
d  0 ). Как изменяется со временем сила тока в
цепи?
1) I ~ t;
2) I ~ t-1;
3) I ~ t-2;
4) I = 0.
1.8.Диполь с электрическим моментом P =5 нКл · м находится в однородном
электрическом поле напряженностью E = 10 кВ/м. Вектор электрического
момента составляет угол  = 60о с линиями поля. Определите
потенциальную энергию Wp диполя. Ответ запишите в микроджоулях
(мкДж).
1.9.Через поперечное сечение проводника сопротивлением R=120 Ом за
время t = 10 мин прошел электрический заряд q=200 Кл. Какое количество
теплоты выделилось в проводнике?
1) 12 кДж;
2) 8 кДж;
3) 4 кДж;
4) 2 кДж.
1.10.Плотность тока j в алюминиевом проводнике равна 5 А/мм2. Определите
дрейфовую скорость свободных электронов, предполагая, что их
концентрация равна концентрации атомов. Плотность алюминия
  2,7  10 3 кг / м 3 . Ответ запишите в миллиметрах за секунду (мм/с) и
округлите до сотых.
Вариант № 2
2.1.Три точечных положительных заряда +q расположены в вершинах
равностороннего треугольника, в центре которого находится отрицательный
заряд –q. Как они взаимодействуют?
1) стягиваются к центру;
2) расходятся от центра;
3) остаются в равновесии;
4) данных недостаточно для однозначного ответа.

2.2. В каком случае (1, 2, 3 или 4) в центре шестиугольника напряженность E
электрического поля равна нулю?
-q
-q +q
+q
-q +q
+q +q
+q
+q
+q -q
+q -q
+q
-q
+q
+q +q
+q
-q
+q
-q
-q
2.3. На рисунке изображены заряды,
создающие электрическое поле, и сечения
замкнутых поверхностей. В каких из
приведенных
случаев (1, 2, 3, 4) поток

вектора E через указанные замкнутые поверхности равен нулю?
2.4.Определите потенциал поля созданного двумя зарядами
q1 = 510-6 Кл и q2 = – 410-6 Кл, находящимися в
q2 В
вершинах А и В треугольника АВС, в его третьей
вершине С, если
АВ = 30 см,
ВС =40 см,
А
q1
С АС = 50 см.
2.5. Для каких типов диэлектриков
наблюдается
нелинейная

Р
зависимость вектора  поляризации
от напряженности
электрического поля Е (в области напряженностей значительно меньших
пробойного значения)?
1) для диэлектриков со спонтанной поляризацией (например,
сегнетоэлектриков);
2) для неполярных диэлектриков (например, кубических
кристаллов);
3) для изотропных диэлектриков;
4) для полярных диэлектриков (например, беспримесной Н2О).
2.6. Вблизи металлического шара поместили положительный точечный заряд
Q. При этом оказалось, что электрическая сила, действующая на заряд Q,
равна нулю. Каков знак заряда q шара?
1) q > 0;
2) q < 0;
3) q = 0;
4) данных недостаточно для однозначного ответа.
2.7.При каком соединении конденсаторов (1, 2, 3, или 4) емкость батареи
минимальна (С1 = С2 = С3)?
C1
С1
С3
C2
С3
C3
С2
1
С2
C1
С1 С2 С 3
2
3
4

2.8. 4В каком случае (1, 2, 3 или 4) в центре шестиугольника напряженность E
электрического поля равна нулю?
-q
-q +q
+q
-q +q
+q +q
+q
+q
+q -q
+q -q
+q
-q
+q
+q +q
+q
+q
-q
-q
-q
1
2
3
4
2.9.Батарея состоит из пяти последовательно соединенных элементов с ЭДС
1,4 В и внутренним сопротивлением 0,3 Ом каждый. При какой
минимальной силе тока (в амперах) полезная мощность равна 8 Вт?
2.10. В атмосфере вблизи поверхности Земли из-за радиоактивности почв и
космического излучения за 1 с в 1 см3 образуется в среднем 5 пар ионов.
Какова сила тока насыщения между плоскими электродами площадью 100
см2, расположенными один от другого на расстоянии 10 см. Ионы можно
считать однозарядными. Ответ получите в амперах (А) и умножьте на 1015.
Вариант № 3
3.1. На рисунке изображена зависимость напряженности E
электростатического поля от расстояния r. Е
Какому из полей соответствует эта
зависимость ?
0
rо
r
1) полю точечного заряда;
2) полю равномерно заряженной
сферической поверхности радиусом rо;
3) полю заряженного шара радиусом rо c равномерным
распределением заряда по объему шара;
4) полю бесконечно длинного равномерно заряженного
цилиндра радиусом rо.
3.2. Точечные заряды q1 = 5 нКл и q2 = -8 нКл находятся на расстоянии a
= 5 см друг от друга. Определите напряженность поля в точке, удаленной на
r1 = 3 см от первого и на r2 = 4 см от второго зарядов. Ответ получите в
киловольтах на метр (кВ/м) и округлите до десятых.
3.3.Точечный заряд q = 9  10 9 Кл находится на расстоянии l = 20 см от
бесконечно протяженной заряженной плоскости с поверхностной
плотностью заряда   1,77 105 Кл / м2 . Какова величина силы, действующей на
заряд q?
3.4. Какое из направлений (1, 2, 3 или 4)
соответствует направлению вектора grad
 в точке М, расположенной между двумя
эквипотенциальными поверхностями с
потенциалами 1 и 2?
2
1 = 2 В
М
1
3
4
2 = 1 В
3.5.
Как изменяется с температурой вклад ориентационной поляризации в
суммарную поляризацию для однородного диэлектрика с полярными
молекулами?
1) не зависит от температуры;
2) убывает с повышением температуры;
3) возрастает с повышением температуры;
4) остается постоянным, так как ориентационная поляризация
зависит только от числа молекул в объеме диэлектрика.
3.6.
Два шарика радиусами R1 и R2, заряженные соответственно до
потенциалов 1 и 2, , находятся на большом расстоянии друг от друга.
Шарики соединяют длинным тонким проводником. Общий потенциал,
установившийся на шариках после соединения равен:
R   R21
R   R2 2
1) 1 2
;
2) 1 1
;
R1  R2
R1  R2
3)
R11  R2 2
;
R1  R2
3)
R1 R2 1   2 
.
R1  R2
3.7. Воздушный конденсатор (1 = 1) емкостью С1 = 0,2 мкФ зарядили до
разности потенциалов U0 = 600 В, а затем отключили от источника тока.
Найдите изменение энергии ∆W конденсатора при его заполнении жидким
диэлектриком (2 = 2). Ответ запишите в мили-джоулях (мДж).
3.8.Сила F притяжения
между пластинами плоского воздушного
конденсатора равна 16 мН. Площадь S каждой пластины равна 20 см2.
Определите объемную плотность энергии ω электрического поля
конденсатора. Ответ получите в джоулях на кубический метр (Дж/м3).
3.9. Какой заряд пройдет через поперечное сечение проводника за время t =
5 c, если сила тока за это время равномерно увеличивается от нуля до
I=
20 А?
3.10. Несамостоятельным
газовым
разрядом
называется
процесс
прохождения электрического тока через:
1) воздух при помещении его в слабое электрическое поле;
2) газ при воздействии на него внешнего ионизатора;
3) воздух при его сжатии;
4) газ с большой концентрацией примесей.
Вариант № 4
4.1. Два одинаковых металлических шарика имеют заряды q1 = 5,6 мкКл и q2 = + 6,2 мкКл. Какова кулоновская сила их взаимодействия после
того, как шарики привели в соприкосновение и затем E удалили
друг от друга на расстояние
r = 30 см?
1) 3 мН;
2) 9 мН;
3) 27 мН;
4) 36 мН.

E
4.2. Три заряда расположены в вершинах
равнобедренного прямоугольника, причем у
острых углов находятся заряды +q и –q, а у
прямого угла – заряд +2q. Какое из направлений (1,
2, 3 или 4) совпадает
с направлением вектора

напряженности E электрического поля в точке,
находящейся в середине гипотенузы?
+q
1
2
3
4
+2 q
-q
4.3.Какой из графиков (1, 2, 3 или 4) соответствует изменению
напряженности поля E(x) вдоль линии, перпендикулярной двум равномерно
заряженным параллельным пластинам, несущим заряды
противоположных знаков?
0
d1
1
x
0
Е
Е
Е
Е
d 2
2
x 0
d
3
3
x 0
d
4
x
4
4.4. Заряженные металлические шары, радиусы которых R и 2R, имеют
одинаковую поверхностную плотность заряда . Чему равно отношение
потенциала меньшего шара к потенциалу большего шара?
1) 2;
2) 1;
3) 0,5;
4) 0,25.
4.5.Какие из типов поляризации (ионная, электронная, ориентационная)
наблюдаются у неполярных диэлектриков с ионным типом связи между его
частицами в однородном электрическом поле?
1) все три типа поляризации;
2) только ионная и ориентационная;
3) только ионная и электронная;
4) только ионная.
4.6. По каким причинам электростатическое поле внутри проводника
отсутствует?
1) внутри проводника нет свободных зарядов;
2) в проводнике заряды есть, но они неподвижны;
3) внутри проводника имеются как положительные, так и
отрицательные заряды, но они взаимно компенсируются,
то есть нет объемных зарядов;
4) все заряды внутри проводника распределены равномерно.
4.7.Плоский конденсатор, площадь пластин которого S = 20 cм2, имеет в
качестве изолирующего слоя стеклянную пластинку (ε =7) толщиной d = 3
мм.. Конденсатор зарядили до разности потенциалов U = 100 В, после чего
его отключили от источника тока. Определите работу, которую нужно
совершить, чтобы вынуть стеклянную пластинку из конденсатора. Ответ
получите в микро-джоулях (мкДж) и округлите до десятых.
4.8.Диполь с электрическим моментом P =10 нКлм свободно
устанавливается в однородном электрическом поле напряженностью
E  1,5кВ / м . Определите работу (в микро-джоулях), необходимую для того,
чтобы повернуть диполь на угол   180  .
4.9.При замыкании источника на внешнее сопротивление 4 Ом в цепи
протекает ток 0,3 А, а при замыкании на сопротивление 7 Ом протекает ток
0,2 А. Определите силу тока (в амперах) короткого замыкания.
4.10.На
рисунке
представлены
вольтамперные
характеристики
электровакуумных приборов, отличающиеся только типом используемого
термокатода. Какой из графиков (1, 2, 3 или 4)
Ia
1
соответствует термокатоду, выполненному из
2
материала с наименьшей работой выхода? Ток
3
накала одинаков для всех термокатодов
(Iнак =
4
const).
0
Uа
Вариант № 5
5.1.Точечные
заряды расположены в вершинах
квадрата. Как они взаимодействуют?
1) стягиваются к центру;
2) расходятся от центра;
3) остаются в равновесии;
+q
- q
- q
+q
4) не взаимодействуют.
+q
5.2 Какой из векторов (1, 2, 3 или 4) соответствует

вектору напряженности электрического поля E
диполя в точке А
1
A 2
4
-q
3
5.3.Поток вектора напряженности электростатического поля это:
1) векторная величина;
2) скалярная величина;
3) всегда положительная величина;
4) всегда отрицательная величина.
5.4.По графику  x , представленному на рисунке, определите,
областях поля заряженная частица
может двигаться с постоянной
скоростью. Силовые линии

a
б
в каких
в
x
0
электрического поля параллельны оси 0x. В областях а, б, в – вакуум, массой
частицы пренебречь.
1) в областях а, б, в;
2) в областях а, в;
3) только в области б;
4) только в области в.
5.5.Для каких диэлектриков диэлектрическая проницаемость  зависит от
величины напряженности электрического поля Е?
1) для всех типов кристаллических диэлектриков;
2) только для полярных диэлектриков;
3) только для неполярных диэлектриков;
4) для сегнетоэлектриков.
5.6. Проводник, имеющий форму полого шара, находится в однородном
внешнем электрическом поле напряженностью E . На каком из рисунков (1,
2, 3 или 4) правильно показано распределение индуцированных
электрических зарядов в этом проводнике?
5.7.Имеется четыре одинаковых конденсатора емкостью С каждый. По какой
схеме (1, 2, 3 или 4) нужно их соединить, чтобы общая емкость была равна
3C ?
4
C
C
C
C C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
1
2
3
4
4
φ
5.8. Укажите на графике зависимости
потенциала φ от координаты x
1
2
3
4
x
0
области, в которых объемная плотность энергии электростатического поля
принимает
значение, равное нулю.
1) 1 и 3;
2) 2 и 4
3) 1 и 4;
4) 2 и 3.
5.9.Если увеличить в 2 раза силу тока в проводнике с круговым сечением и
уменьшить в 2 раза диаметр его поперечного сечения, то плотность тока
возрастет в:
1) 4 раза;
2) 8 раз;
3) 12 раз;
4) 2 раза.
5.10.В
электронной
теории
проводимости
металлов
электроны
рассматриваются как электронный газ. Вносит ли вклад электронный газ в
молярную теплоемкость металлов См?
1) вносит дополнительный вклад, равный 3R при любой
температуре (R – молярная газовая постоянная), так как электроны
обладают тремя степенями свободы;
2) теплоемкость электронного газа в металлах ничтожно мала,
поэтому электронный газ не вносит вклад в молярную теплоемкость
металлов;
3) вносит дополнительный вклад, равный 3R, но только в области
очень высоких температур;
4) вносит дополнительный вклад, равный 3R, но только в области
температур, значительно меньших комнатной.