Zbiór zadań z fizyki - egzamin maturalny - plik pdf
Najłatwiejszą w wielu zastosowaniach formą energii jest energia prądu elektrycznego.
Wytwarzaniem prądu elektrycznego, jego przesyłaniem i wykorzystywaniem zajmuje się wiele działów techniki i fizyki.
Podstawowymi własnościami elektrycznymi i magnetycznymi materii zajmuje się elektromagnetyzm.
Elektromagnetyzm jest jednym z podstawowych działów fizyki.
Do odbiornika prądu elektrycznego przyłożone zostało napięcie 12 wolt. Przez odbiornik płynie prąd o natężeniu 0,30 ampera. Jaka jest oporność R tego odbiornika?
218. Natężenie prądu elektrycznego
Elektryczność jest bardzo ważną cechą materii.
Nie ma ładunku elektrycznego bez materii.
Indukcja elektromagnetyczna – zjawisko powstawania prądu elektrycznego pod wpływem zmian pola magnetycznego. Prąd indukcyjny. Proste wykorzystanie prawa Faraday'a i prawa Ohma. Powstawanie prądu indukcyjnego.
405. Powstawanie prądu indukcyjnego
Indukcja elektromagnetyczna jest podstawą działania wielu urządzeń praktycznych. Należą do nich np. prądnice, alternatory, transformatory, cewki indukcyjne, aparaty zapłonowe itp.
104. Indukcja elektromagnetyczna - zastosowanie
Elektromagnetyzm jest jedną z dziedzin fizyki. Teorię elektromagnetyzmu czasami dzielimy na mniejsze działy: elektrostatykę, prąd elektryczny, magnetostatykę (magnetyzm), indukcję elektromagnetyczną, itd.
101. Prawo Coulomba
Dwa ładunki Q1=18nC i Q2=10 nC znajdują się w odległości r=0,02m od siebie.
Ładunki znajdują się w powietrzu - stała dielektryczna powietrza jest taka sama jak próżni.
295. Elektrostatyka. Prawo Coulomba.
Siła z jaką oddziałują ciała naładowane elektrycznie
443. Elektrostatyka. Prawo Coulomba.
Obwód zawierający dwa odbiorniki połączone równolegle jest obwodem złożonym. Można w nim wyróżnić trzy oczka - dwa ze źródłem napięcia i jeden bez tego źródła.
40. Obwody elektryczne
Elektrony swobodne w przewodnikach metalicznych można potraktować jak gaz doskonały. Obowiązują wtedy prawa gazu doskonałego – między innymi prawo wiążące energię kinetyczną cząstki z temperaturą gazu.
146. Gaz elektronowy - elektrony swobodne w metalu
Elektron został wrzucony w pole elektryczne.
Jak będzie się poruszał elektron?
Kiedy elektron będzie poruszać się ruchem prostoliniowym?
157. Elektron w polu elektrycznym
W polu magnetycznym B porusza się proton po torze kołowym o promieniu r.
Obliczyć prędkość v protonu.
158. Siła Lorentza
W polu magnetycznym o indukcji B porusza się proton po torze kołowym o promieniu r.
Zakładamy, że proton porusza się tylko pod wpływem pola magnetycznego.
Obliczyć okres T obiegu protonu.
159. Siła Lorentza
Układ dwu oporników połączonych szeregowo zasilany jest napięciem U.
Napięcie to rozkłada się proporcjonalnie do wartości oporności obu oporników.
206. Oporność zastępcza
Kondensator został naładowany ładunkiem Q=2μC.
¦rednie natężenie prądu rozładowania tego kondensatora wyniosło I=0,4μA=0,4 mikroampera.
Jak długo trwało rozładowanie kondensatora?
213. Prąd elektryczny stały
Aby określić natężenie chwilowe trzeba zmierzyć ładunek przepływający w krótkim czasie i obliczyć iloraz tych wielkości.
214. Prąd elektryczny stały
Przyjmijmy, że przez żarówkę płynął prąd o średnim natężeniu 0,10A.
Żarówka świeciła 2 godziny.
Jaki całkowity ładunek przepłynął przez żarówkę?
215. Prąd elektryczny stały
Prądem elektrycznym nazywamy uporządkowany ruch ładunków elektrycznych. Prąd elektryczny może płynąć w przewodnikach stałych, ciekłych i gazowych. W próżni prąd elektryczny płynie tylko wtedy, gdy do próżni zostaną "dostarczone" nośniki ładunku elektrycznego.
217. Prąd elektryczny stały
Do odbiornika prądu elektrycznego przyłożone zostało napięcie 12 wolt. Przez odbiornik płynie prąd o natężeniu 0,30 ampera.
Jaka jest oporność tego odbiornika?
218. Natężenie prądu elektrycznego
Żarówka przeznaczona dla napięcia 230 wolt ma moc 100 watów.
Jakie jest natężenie prądu płynącego przez tę żarówkę, gdy świeci ona pełną mocą?
219. Praca i moc prądu elektrycznego
Oblicz ilość ciepła, jaką otrzyma (i dostarczy do otoczenia) w ciągu jednej sekundy przewodnik miedziany o długości l=5km i średnicy d=0,006m w czasie przepływu stałego prądu o natężeniu I=16A.
226. Praca prądu elektrycznego
Dwie żarówki o mocy nominalnej 100 watów przystosowane do napięcia zasilania 230 wolt połączono szeregowo.
Cały układ podłączony został do napięcia zasilającego 230 wolt.
1. Jaka jest moc wydzielana przez cały układ (obie żarówki razem)?
2. Jaką moc pobiera każda żarówka?
3. Jakie jest natężenie prądu zasilającego cały układ?
235. Praca prądu elektrycznego
Dlaczego w zagadnieniach dotyczących budowy atomu pomijamy oddziaływania grawitacyjne?
Ile razy siła oddziaływania elektrostatycznego jest większa od siły oddziaływania grawitacyjnego w atomie wodoru?
245. Oddziaływania grawitacyjne i elektromagnetyczne
Linie przesyłowe mają długości sięgające setek kilometrów. Straty energii byłyby w nich ogromne, gdyby nie możliwość transformowania napięcia pod jakim przesyłany jest prąd przemienny.
255. Prąd przemienny
Dwie identyczne żarówki (o takiej samej mocy znamionowej dla takiego samego napięcia zasilającego U) połączono szeregowo.
Układ żarówek zasilono napięciem U.
Jaką moc wydziela prąd na każdej żarówce?
250. Praca prądu elektrycznego
Dwie identyczne żarówki (o takiej samej mocy dla takiego samego napięcia zasilającego U) połączono równolegle.
Układ żarówek zasilono napięciem U.
Każda z żarówek świeci z mocą równą mocy nominalnej.
256. Moc prądu elektrycznego
Obliczymy siłę wzajemnego oddziaływania protonu i elektronu w atomie wodoru.
296. Siły elektryczne
Metalowa kulka o promieniu r ma ładunek elektryczny Q. Kulka znajduje się w próżni. Obliczyć potencjał elektryczny w odległości r od środka kulki.
297. Potencjał elektryczny
Metalowa naelektryzowana kulka o promieniu R=10cm wytwarza przy swojej powierzchni potencjał 1000V. Kulka znajduje się w próżni. Obliczyć ładunek kulki i gęstość powierzchniową tego ładunku.
298. Potencjał elektryczny
Metalowa naelektryzowana kulka o promieniu R=4cm wytwarza przy swojej powierzchni potencjał 1000V. Kulka znajduje się w próżni.
Obliczyć natężenie pola elektrycznego przy powierzchni kulki i ładunek znajdujący się na kulce.
299. Natężenie pola elektrycznego
Dwie metalowe naelektryzowane kule o promieniu R=10cm i promieniu r=5cm wytwarzają przy swojej powierzchni potencjał 1000V. Kule znajdują się daleko od siebie w próżni.
Obliczyć natężenie pola elektrycznego przy powierzchniach obu kul, ładunek znajdujący się na każdej kuli oraz gęstość powierzchniową ładunku na każdej kuli.
300. Natężenie pola elektrycznego
Dwie metalowe naelektryzowane kule o promieniu R=4cm i promieniu r=1cm wytwarzają przy swojej powierzchni potencjał V=2000V. Kule znajdują się daleko od siebie w próżni.
Obliczyć natężenie pola elektrycznego przy powierzchniach obu kul oraz gęstość powierzchniową ładunku na każdej kuli.
301. Natężenie pola elektrycznego
Metalową kulę o promieniu R=10cm naelektryzowano ładunkiem Q=5nC.
Kulę tę zetknięto z nienaładowaną kulą metalową o promieniu r=3cm.
Następnie obie kule odsunięto bardzo daleko od siebie w próżni.
Obliczyć ładunek każdej kuli i wytwarzany przez nie potencjał przy powierzchniach kul.
302. Natężenie pola elektrycznego
Wyobraźmy sobie "świat" składający się z dwóch protonów.
Zadanie możemy wtedy sformułować następująco – jakimi siłami oddziałują na siebie dwa protony umieszczone w próżni.
Próżnia w fizycznym sensie to obszar przestrzeni, w którym nie ma materii.
303. Porównanie oddziaływań
Przeliczanie jednostek, szczególnie w otrzymanych zależnościach, jest koniecznością. W przypadku, gdy jednostki nie zgadzają się, mamy sygnał błędu.
Przeliczymy dosyć skomplikowane jednostki wykorzystywane w elektrostatyce w powiązaniu z jednostkami z mechaniki.
304. Jednostki - przeliczanie
Obliczyć natężenie prądu płynącego przez amperomierz włączony do obwodu zawierającego dwa oporniki R1=10 omów R2=20 omów połączone równolegle. Układ jest zasilany napięciem U=24V.
321. Oporność zastępcza układu oporów
Dane są dwie kule metalowe o różnych średnicach oddalone od siebie. Jedna z kul została naładowana elektrycznie. Następnie bez kontaktu z innymi obiektami obie kule zostały połączone cienkim metalowym drutem.
Obliczyć:
ładunek każdej kuli po zetknięciu;
potencjał kul po zetknięciu,
gęstość powierzchniową ładunku na każdej kuli;
natężenie pola elektrycznego przy powierzchni każdej kuli.
322. Potencjał przewodnika. Model piorunochronu.
W analizie prostych obwodów elektrycznych zakładamy, że cała oporność elektryczna jest skupiona w jednym lub kilku odbiornikach elektrycznych. Oznacza to, że przewody traktujemy jako ciała nie mające oporności elektrycznej i nie wpływające na przepływający prąd elektryczny.
325. Obwody elektryczne
Obliczyć oporność drutu metalowego o masie m i promieniu przekroju poprzecznego r.
329. Oporność drutu metalowego
Dwie naelektryzowane kulki w powietrzu działają na siebie z odległości r taką samą siłą jak w ośrodku z odległości R.
Ile razy współczynnik k w powietrzu jest większy od współczynnika ks w ośrodku materialnym?
336. Wpływ materii na wartość sił elektrycznych
Przykłady rozwiązanych zadań z obwodów elektrycznych prądu stałego.
340. Oporność zastępcza
Układ dwóch kondensatorów połączonych został naładowany ładunkiem Q.
Znając pojemności obu kondensatorów obliczyć:
1) pojemność zastępczą układu;
2) napięcie zasilające cały układ;
3) napięcie na każdym kondensatorze.
342. Pojemność zastępcza układu kondensatorów
Dwie naelektryzowane kulki w powietrzu działają na siebie z odległości d samą siłą F.
Obliczyć ładunek tych kul, jeśli wiadomo, że jedna z kul ma ładunek 4 razy większy niż druga.
362. Oddziaływania elektryczne. Prawo Coulomba
W ciągu czasu t=1min przez przewodnik o oporze R=5 omów przepłynęło n=1022 elektronów.
Ile wynosiło napięcie między końcami przewodnika?
Ładunek jednego elektronu ma wartość e=1,6·10-19C.
374. Obliczamy napięcie elektryczne
Żarówkę o mocy 15 watów dostosowaną do napięcia 24 wolt chcemy podłączyć do wyższego napięcia - do napięcia w instalacji domowej, czyli do napięcia 230V.
Jaki opornik R0 należy połączyć szeregowo z tą żarówką, żeby świeciła ze swoją nominalną mocą i nie uległa "spaleniu"?
Jaką moc będzie pobierał układ z instalacji?
Jaka moc będzie wydzielana na oporniku zabezpieczającym?
376. Praca i moc prądu elektrycznego
Żarówkę o mocy 100W dostosowaną do napięcia 110V chcemy podłączyć do wyższego napięcia 230V.
Jaki opornik R0 należy połączyć szeregowo z tą żarówką, żeby świeciła ze swoją nominalną mocą i nie uległa "spaleniu"?
Pomijamy zależność oporu żarówki od stopnia jej ogrzania.
377. Praca i moc prądu elektrycznego
Żarówkę o mocy P dostosowaną do napięcia U1 chcemy podłączyć do wyższego napięcia U2.
Jaki opornik R3 należy połączyć szeregowo z tą żarówką, żeby świeciła ze swoją nominalną mocą i nie uległa "spaleniu"?
378. Praca i moc prądu elektrycznego
Dwie naelektryzowane kulki w powietrzu działają na siebie z odległości d siłą o wartości F.
Obliczyć ładunek tych kul, jeśli wiadomo, że jedna z kul ma ładunek 4 razy większy niż druga.
381. Oddziaływania elektryczne. Prawo Coulomba.
Dwa kuliste ciała o niewielkich rozmiarach naelektryzowane są takimi samymi ładunkami o wartości 2 milikulombów.
Odległość między środkami tych ciał jest równa 20 centymetrów.
Obliczyć siłę działającą na każde z tych ciał.
382. Prawo Coulomba dla ładunków punktowych
Transformator ma w uzwojeniu pierwotnym n1 zwojów a w uzwojeniu wtórnym n2 zwojów.
W uzwojeniu pierwotnym płynie prąd przemienny o natężeniu skutecznym Iskut amperów.
Jakie jest natężenie skuteczne prądu w uzwojeniu wtórnym?
422. Natężenie prądu w obwodzie wtórnym transformatora
Wyprowadzić wzór na pole elektrostatyczne nieskończenie długiego cienkiego pręta naładowanego ze stałą gęstością liniową.
Zastosować prawo Gaussa.
457. Pole elektrostatyczne
Dane są dwa cienkie, bardzo długie, równoległe pręty naładowane ze stałymi gęstościami liniowymi.
Obliczyć pole elektrostatyczne w płaszczyźnie wyznaczonej przez pręty (bez punktów leżących na prętach!) w punkcie leżącym na prostopadłej do obu prętów.
458. Pole elektrostatyczne
Wyprowadzić zależność na indukcję pola magnetycznego prostoliniowego, cienkiego przewodnika z prądem o stałym, znanym natężeniu w ustalonej odległości od przewodnika.
Wykorzystać prawo Ampera.
461. Magnetyzm. Prawo Ampera.
W jednorodnym polu magnetycznym umieszczony jest prostoliniowy przewodnik o znanej długości.
Przez przewodnik ten płynie stały prąd o znanym natężeniu.
Obliczyć indukcję pola magnetycznego, jeśli znana jest wartość siły elektrodynamicznej działającej na przewodnik.
462. Siła elektrodynamiczna.
Cząstka naładowana porusza się w polu magnetycznym po okręgu.
Wyprowadzić zależność na energię kinetyczną tej cząstki.
Założyć, że znane są
- ładunek q cząstki,
- masa m cząstki,
- indukcja B pola magnetycznego,
- promień r okręgu, po którym porusza się cząstka.
463. Siła Lorentza
Ładunek rozdzielamy na połowy ładując dwie identyczne kule metalowe.
Następnie z pierwszej kuli przenosimy na drugą mały ładunek.
Jaka jest różnica między siłami w obu przypadkach?
476. Prawo Coulomba.
Siła działająca na cząstkę naładowaną poruszającą się w polu magnetyczny opisana jest iloczynem wektorowym i nosi nazwę siły Lorentza
508. Siła Lorentza - jej własności
Porównać siły wzajemnego oddziaływania dwóch identycznych kul umieszczonych w tej samej odległości r od siebie naładowanych odpowiednio do wartości
a) q1, q2
b) q3, q4
573. Prawo Coulomba
Dwie małe kule metalowe naładowane są ładunkami q1 i q2.
Znamy siłę F ich wzajemnego oddziaływania.
Obliczyć odległość między środkami tych kul.
766. Prawo Coulomba
Zbiór zadań z fizyki - egzamin maturalny - plik pdf
Oto kilka przydatnych linków
Satelita geostacjonarny - jakie warunki musi spełniać satelita, by był stale nad tym samym punktem Ziemi?
Energia potencjalna grawitacyjna w centralnym polu grawitacyjnym
Przemiana adiabatyczna gazu doskonałego
Obliczenie granicznej długości fali świetlnej wywołującej zjawisko fotoelektryczne w cezie.
Rozwiązane zadania z kinematyki
Pomoc z matematyki
Rozwiązane zadania i przykłady z matematyki
Pomoc z historii
Co było powodem olbrzymiego rozkwitu Grecji?