Фізика 2: Електрика й магнетизм: тренувальні задачі й екзаменаційні питання

Електричні заряди, сили й поля, кола постійного струму, конденсатори й RC-кола, а також змінний струм: другий семестр університетського курсу фізики.

Тренуйте цей курс безкоштовно Тренувати цей курс Скласти пробний іспитБезкоштовних задач щодня: 5. Без картки.

Шпаргалка-підсумок (PDF)Аркуші з формулами, кроки методів і задачі для практики з повними розв’язками, готові до друку.

Теми цього курсу

Поради до іспиту: Фізика 2: Електрика й магнетизм

Сили й поля від кількох зарядів додаються як вектори: зобразіть кожен вектор, перш ніж додавати.
Перш ніж застосовувати закон Кулона, переведіть µC у C і cm у m.
Заряджений конденсатор не пропускає постійний струм; стала часу τ = RC визначає, як швидко він заряджається.
Для магнітних сил і індукованих струмів щоразу накреслюйте ⊗ і ⊙ та користуйтеся правилом правої руки: більшість втрачених балів — через неправильні напрямки.

Розв’язані приклади

Закон Кулона й електричне полеЛегка

Точкові заряди +4 µC і +1 µC діють один на одного із силою 20 N. На якій відстані r вони розташовані? Дайте відповідь у cm. Use k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C².

q₁ = +4 µCq₂ = +1 µCF = 20 N

Знайти: r (cm)

Показати підказки

Виразіть r із закону Кулона.
r = √(k·|q₁·q₂|/F).
r² = 0,001798 m².

Показати відповідь і покроковий розв’язок

Coulomb’s law: two point charges attract or repel with F = k·|q₁·q₂|/r², with k = 8,99 × 10⁹ N·m²/C². The field of a point charge is E = k·|q|/r², pointing away from a positive charge and towards a negative one. Forces and fields from several charges add as vectors.

Знайдіть відстань

r = √(8,99 × 10⁹·4 × 10⁻⁶·1 × 10⁻⁶/20) = 0,0424 m

r = 4,24 cm

Відповідь

r = 4,24 cm

Послідовні й паралельні резисториСередня

Знайдіть струм I_R1, який віддає джерело і який тече через R₁.

V₁ = 18 VR₁ = 6 ΩR₂ = 3 ΩR₃ = 3 ΩR₄ = 6 Ω

Знайти: I_R1 (A)

Показати підказки

Спрощуйте мережу крок за кроком. Послідовні опори додаються. Два паралельні резистори дають R₁R₂/(R₁ + R₂).
R₃ і R₄ проводять той самий струм, тож вони послідовні. Ця гілка паралельна R₂, а результат послідовний з R₁.
R_eq = 8,25 Ω.

Показати відповідь і покроковий розв’язок

Послідовне й паралельне з’єднання: послідовно через кожен резистор тече той самий струм і R = R₁ + R₂ + …. Паралельно на кожному резисторі та сама напруга і 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Драбинчасту мережу спрощують по одній парі, доки не залишиться один еквівалентний опір.

Об’єднуйте резистори з дальнього кінця

Почніть із кінця, найдальшого від джерела, і рухайтеся до нього. Резистори з однаковим струмом з’єднані послідовно; резистори між тими самими двома вузлами — паралельно.

R₃ + R₄ = 3 + 6 = 9 Ω

R₂ ∥ 9 = 3·9/(3+9) = 2,25 Ω

R_eq = R₁ + 2,25 = 6 + 2,25 = 8,25 Ω

Струм джерела

Джерело бачить лише R_eq, тож закон Ома дає струм, який воно віддає. Цей струм тече через R₁.

I_R1 = V₁/R_eq = 18/8,25 = 2,182 A

Відповідь

I_R1 = 2,182 A

Як проходить тренування

«Тренувати цей курс» змішує задачі з усіх його тем, як на справжньому іспиті.
Кожна задача має нові значення, тож ви вивчаєте метод, а не відповідь.
Застрягли? Спершу відкрийте невелику підказку, а повне пояснення — лише коли воно знадобиться.
Пробні іспити обмежені в часі й не мають підказок, а наприкінці ви отримуєте результат і повний розбір.

Калькулятори для цього курсу

Пов’язані курси

Основи електротехніки Підготовка до іспиту FE Electrical and Computer Теорія електричних кіл 1 Теорія електричних кіл 2: кола змінного струму Електроніка 1 Електроенергетичні системи та електричні машини Вимірювання та вимірювальна техніка Фізика 1: Механіка