Электробиология

1. Г.М. Стюрева, В.С. Воеводский, А.А. Синицын,И.Ю. Ситанская. СБОРНИК КОНТРОЛЬНО - ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ по медицинской и биологической физике для студентов стоматологических и лечебных факультетов медицинских вузов (обучающихся по специальности 060101.65 - Лечебное дело и 060201.65 - Стоматология) ЧАСТЬ 2

4.6. Определите потенциал поля точечного заряда на расстоянии 3,0 м, если потенциал электростатического поля заряда в точке на расстоянии 7,0 м составлял 1,0 В. Направление от источника поля до рассматриваемых точек одно и то же.

4.7. Определите потенциал поля точечного диполя на расстоянии 2,0 м, если потенциал электростатического поля диполя в точке на расстоянии 6,0 м составлял 5,0 В. Направление от источника поля до рассматриваемых точек одно и то же.

4.8. Определите потенциал поля точечного диполя на расстоянии 2,0 м, если потенциал электростатического поля диполя в точке на расстоянии 6,0 м составлял 5,0 В. Направление от источника поля до рассматриваемых точек одно и то же.

4.9. Определите напряженность поля точечного диполя на расстоянии 1 м, если напряженность электростатического поля диполя в точке на расстоянии 5 м составляла 1В/м. Направление от источника поля до рассматриваемых точек одно и то же.

4.10. Определите модуль напряженности поля, созданного электростатическим диполем в точке, удаленной на расстояние r = 0,6 м в направлении 60 градусов относительно электрического момента диполя. Среда - вакуум. Диполь образован зарядами по 9 нКл, расположенными на расстоянии 100 нм друг от друга

4.11. Определите потенциал поля, созданного электростатическим

диполем в точке, удаленной на расстояние r = 0,9 м в направлении 45 градусов относительно электрического момента диполя. Среда - вакуум. Диполь образован зарядами по 5 нКл, расположенными на расстоянии 100 нм друг от друга

4.12. На плазматической мембране зарегистрирован потенциал электрического поля равный - 66 мВ относительно внешнего окружения клетки. Определите величину напряженности электрического поля в мембране, считая поле в мембране постоянным. Толщину мембраны принять равной 10 нм.

4.14. Напряженность электростатического поля, созданного точечным электрическим диполем на расстоянии r = 3 нм по перпендикуляру от середины оси диполя, равна 1,28 МВ/м. Определите электрический момент диполя, который образован элементарными зарядами. Среда - вакуум.

4.16. Электростатический диполь с электрическим дипольным моментом p = 6 пКл · м ориентирован вдоль силовой линии однородного электростатического поля с напряженностью Е = 80 В/см. Определите работу, которую необходимо совершить, чтобы повернуть диполь на угол 180 градусов.

4.17. Электростатический диполь с электрическим дипольным моментом p = 6 пКл · м ориентирован вдоль силовой линии однородного электростатического поля с напряженностью Е = 80 В/см. Определите работу, которую необходимо совершить, чтобы повернуть диполь на угол 180 градусов.

4.24. Определите величину напряженности электрического поля на расстоянии r = 0,2 нм от одновалентного иона. Заряд иона считать точечным. Ион находится в вакууме.

4.25. Определите величину потенциала электрического поля на расстоянии r = 0,9 нм от одновалентного иона. Заряд иона считать точечным. Ион находится в среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε_r = 43.

4.26. Определите величину напряженности электрического поля на расстоянии r = 0,4 нм от одновалентного иона. Заряд иона считать точечным. Ион находится в среде с относительной диэлектрической проницаемостью ε_r = 36.

4.27. Определите величину потенциала электрического поля на расстоянии r = 0,6 нм от одновалентного иона. Заряд иона считать точечным. Ион находится в вакууме.

4.35. По однородному проводнику переменного поперечного сечения с удельной электрической проводимостью 16 См/м проходит постоянный ток. В сечении, площадь которого равна 120 см² плотность тока составляет 5 А/м². Определите величину плотности электрического тока в том месте проводника, где площадь поперечного сечения равна 50 см².

4.36. По однородному проводнику переменного поперечного сечения с удельной электрической проводимостью 8 См/м проходит постоянный ток. В сечении, площадь которого равна 30 см² плотность тока составляет 3 А/м². Определите величину плотности электрического тока в том месте проводника, где площадь поперечного сечения равна 120 см².

4.37. По однородному проводнику переменного поперечного сечения течет постоянный электрический ток силой 2 А. Площадь первого поперечного сечения равна 50 см², площадь второго поперечного сечения проводника равна 10 см². Определите величину отношения плотности тока проводимости во втором сечении к аналогичной величине в первом.

4.38. По однородному проводнику переменного поперечного сечения течет постоянный электрический ток силой 1 А. Площадь поперечного первого сечения равна 60 см², площадь второго поперечного сечения проводника равна 30 см². Определите величину отношения напряженности электрического поля во втором сечении к величине напряженности в первом сечении.

4.39. По однородному проводнику переменного поперечного сечения протекает постоянный электрический ток. В сечении S(1) = 27 мм² количество тепла, выделяющегося в единице объема ежесекундно равно 90 мДж. Определите количество тепла, которое выделится в единице объема в сечении S(2) = 9 мм² за время t = 5 c.

4.40. По двум участкам, один из которых состоит из мышечной ткани, а другой из жировой, одинаковых геометрических размеров протекает постоянный электрический ток одинаковой силы. В жировой ткани в единицу времени выделяется 50 Дж тепла. Определите количество тепла, которое выделится в мышечной ткани. Удельная электрическая проводимость мышечной ткани γ₁ = 0,64 См/м, относительная диэлектрическая проницаемость – ε₁ = 110. Удельная электрическая проводимость жировой ткани γ₂ = 0,05 См/м, а относительная диэлектрическая проницаемость – ε₂ = 23 .

4.42. Через плоское сечение проводника под действием постоянного электрического поля проходят электроны со скоростью v = 1,5 нм/с. Концентрация электронов в проводнике n = 10²⁸ м ^-3. Определите плотность тока проводимости.

4.44. Определите плотность тока в электролите, если концентрация ионов в нем n = 10¹⁰ 1/см³, их подвижности = 5,8·10^-4 см²/(В·с) и = 6,2·10^-4см²/(В·с), а напряженность электрического поля E = 12 В/cм. Заряды ионов обоих знаков равны элементарному заряду.

4.55. Электрическая схема состоит из последовательно соединенных чисто активного сопротивления R = 0,77 кОм и идеальной электрической емкости C = 110 нФ. Определите значение, к которому стремится импеданс схемы, когда частота приложенного к схеме напряжения стремится к бесконечности.

4.57. При реографии некоторого сосудистого участка, имеющего форму цилиндра с объемом 20,0 мм³, было зарегистрировано уменьшение активной составляющей электрического импеданса на 4 %. Определите конечное значение объема сосудистого участка, которое соответствует зарегистрированному изменению импеданса.

4.58. При реографии некоторого сосудистого участка, имеющего форму цилиндра с объемом 30,0 мм³ , было зарегистрировано увеличение активной составляющей электрического импеданса на 2 %. Определите конечное значение объема сосудистого участка, которое соответствует зарегистрированному изменению импеданса.

4.60. . Рассчитайте электрический импеданс живой ткани на низкой частоте 40 Гц, используя для вычислений простейшие эквивалентные схемы. Активное сопротивление ткани составляет 40 кОм, а емкость 2 мкФ.

4.61. Рассчитайте для живой ткани абсолютную величину тангенса угла между током и напряжением при пропускании через ткань электрического тока высокой частоты 20 кГц, используя для вычислений простейшие эквивалентные схемы. Активное сопротивление ткани составляет 1 кОм, а емкость 1 нФ.

4.62 Рассчитайте электрический импеданс живой ткани на высокой частоте 100 МГц, используя для вычислений простейшие эквивалентные схемы. Активное сопротивление ткани составляет 10 Ом, а емкость 1 нФ.

4.65. Для тканей межзубного десневого сосочка при остром пульпите рассчитайте электрический импеданс. Используйте эквивалентную схему, состоящую из резистора и конденсатора, присоединённого параллельно резистору. Если на частоте зондирующего тока 1 кГц были зарегистрированы значения активной составляющей импеданса R = 113 кОм и емкость C =11 нФ.

4.67. Определите максимальное значение плотности тока проводимости в однородном проводнике с удельной электрической проводимостью 0,015 См/м, если в нем существует постоянное электрическое поле с напряженностью 50 В/м.

4.74. Определите длину волны электромагнитного излучения в веществе с относительной магнитной проницаемостью равной 1 и относительной диэлектрической проницаемостью ε_r = 9 , если частота излучения f = 60 ГГц.

2.В.С. Воеводский, АА. Синицын, В.М.Говорун. Вопросы и задачи к экзамену по медицинской и биологической физике для студентов стоматологического и лечебного факультетов ЧАСТЬ 2

32. Определите модуль напряженности поля точечного заряда E₁ на расстоянии r₁ = 3 м, если напряженность электростатического поля заряда в точке на расстоянии r₂ = 9 м в том же направлении составляла E₂ = 7 В/м.

33. Определите модуль напряженности электрического поля E на расстоянии r = 1 нм от одновалентного иона. Заряд иона считать точечным, находящимся в среде с относительной диэлектрической проницаемостью  _r = 30.

34. На плазматической мембране толщиной 10 нм зарегистрирован электрический потенциал φ = ─ 80 мВ. Определите напряженность электрического поля E в мембране.

41. Электростатический диполь с электрическим дипольным моментом p = 2 пКл _*м ориентирован по силовой линии однородного электростатического поля с напряженностью Е = 40 В/см. Определите работу, которую необходимо совершить, чтобы повернуть диполь на угол 150 градусов

52. По однородному проводнику переменного поперечного сечения течет постоянный электрический ток силой I = 8 А. Площадь поперечного сечения в первой точке S₁ =1,5 см ², площадь поперечного сечения проводника во второй точке S₂ = 0,5 см ². Определите величину отношения напряженности электрического поля в первой точке E₁ к аналогичной величине E₂ во второй.

54. Плотность тока проводимости j = 6 мА/м ² в однородном проводнике с удельной электрической проводимостью γ = 0,03 См/м, определить величину модуля напряженности электрического поля E в проводнике.

56. По однородному проводнику переменного сечения протекает постоянный электрический ток. Количество тепла, выделяющееся в единице объема в 1 с в сечении S₁ : q ₁ = 40 мДж/(м ³ _*с), а в сечении S₂ : q ₂ = 320 мДж/(м ³с). Определите отношение сечений S₁ к S₂.

61. Через плоское сечение проводника под действием постоянного электрического поля проходят электроны со скоростью v = 1,7 нм/с. Концентрация лектронов в проводнике n = 10 ²⁸ ,1/м ³ . Определите плотность тока проводимости j .

71. Рассчитайте электрический импеданс Z живой ткани на частоте 70 Гц, используя для вычислений простейшие эквивалентные схемы. Активное сопротивление ткани составляет R =10кОм, а емкость C = 2 мкФ.

73. Рассчитайте для живой ткани тангенс угла между током и напряжением при пропускании через ткань электрического тока высокой частоты 2 МГц. Активное сопротивление ткани R = 80 Ом, а емкость C = 5 нФ.

74. Для тканей обнаженной пульпы при обострении хронического пульпита рассчитайте электрический импеданс Z, используя для вычислений, простейшие эквивалентные схемы. На частоте зондирующего тока 1 кГц были зарегистрированы значения активной составляющей импеданса R = 25 кОм и емкость C =30 нФ.

78. Определите длину волны λ электромагнитного излучения в веществе относительной магнитной проницаемостью μ_r = 1 и относительной диэлектрической роницаемостью  _r = 1, если частота излучения  = 10 кГц.

81. Длина электромагнитной волны частоты ν =1500 МГц в жировой ткани составляет 15 см. Определите относительную диэлектрическую проницаемость  _r жировой ткани на данной частоте, приняв относительную магнитную проницаемость μ _r = 1.