Тема №8467 Ответы к задачам по физике 20 вариантов (Часть 1)
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Ответы к задачам по физике 20 вариантов (Часть 1) из предмета Физика и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Ответы к задачам по физике 20 вариантов (Часть 1), узнаете ключевые особенности и основные понятия.

Уважаемые посетители сайта, если вы не согласны с той информацией которая представлена на данной странице или считаете ее не правильной, не стоит попросту тратить свое время на написание негативных высказываний, вы можете помочь друг другу, для этого присылайте в комментарии свое "правильное" решение и мы его скорее всего опубликуем.

Вариант №1

1.Два бесконечно длинных прямых провода скрещены

под прямым углом (рис.). По проводам текут токи силой I1 =

80 А и I2 = 60 А. Расстояние между проводами = 10 см.

Определите магнитную индукцию В в точке А, одинаково

удаленной от обоих проводников.

2.Равномерно заряженный тонкий диск радиуса R = 50

мм вращается вокруг своей оси с угловой скоростью ù = 70

рад/с. Поверхностная плотность заряда ó = 10 мкКл/м2.

Определить величину магнитной индукции В в центре диска и

величину магнитного момента рдиска.

Ответ: В = 22 пТл; р= 3,4∙10-9 А∙м2.

3.Сечение системы трех прямых параллельных

бесконечных проводов с токами I= I2 = и I3 = 2I

изображено на рисунке. Расстояние между соседними

проводами = 5 см. С какой стороны и на каком расстоянии x

от тока I1 на прямой аа′ напряженность магнитного поля

равна нулю?

4. В магнитном поле с индукцией В = 0,3 Тл по окружности радиуса = 4 см движется

заряженная частица со скоростью õ = 1 Мм/с. Найти заряд частицы q, если известно, что ее

энергия = 12 кэВ.

Ответ: q = 3,2∙10-19 Кл.

5. Под горизонтально расположенным прямым проводником с током I1 = 10 А находится

параллельный ему прямой алюминиевый провод с током I2 = 1,5 А. При какой площади

поперечного сечения алюминиевого провода он удерживается незакрепленным? Плотность

алюминия ñ = 2,7 г/см3.

Ответ: = 7,6∙10-9 м2.

6. Проводящий стержень длиной = 0,50 м равномерно вращается в горизонтальной плоскости в

однородном магнитном поле. Силовые линии поля направлены вертикально, магнитная

индукция = 20 мТл. Ось вращения параллельна силовым линиям и проходит через конец

стержня. При какой частоте вращения í на концах стержня возникнет разность потенциалов U

= 0,10 В?

Ответ: í = 6,4 м-1.

7. Состоящая из = 200 витков катушка равномерно вращается в однородном магнитном поле с

индукцией = 0,1 Тл. Ось вращения перпендикулярна к оси катушки и направлению линий

магнитной индукции. Найти максимальную ЭДС индукции åв катушке, если период ее

обращения Т= 0,20 с и площадь поперечного сечения S = 4 см2.

Ответ: å= 0,25 В.

8. Механический осциллятор совершает гармонические колебания вдоль оси Ox. Его полная

энергия = 10 мкДж, максимальная сила Fm = 0,5 мН, период колебаний Т = 4 с, начальная

фаза ö = ð/6. Написать уравнение колебаний осциллятора.

9. Электрический осциллятор содержит конденсатор, соленоид с активным сопротивлением и

генератор синусоидального напряжения постоянной амплитуды. При циклических частотах

ù1 = 400 рад/с и ù2 = 600 рад/с установившаяся амплитуда силы тока в цепи одинакова.

Определить резонансную частоту ùрез тока.

Ответ: ùрез = 490 рад/с.

10. Определите число оборотов, которые должен сделать протон в магнитном поле циклотрона,

чтобы приобрести кинетическую энергию W= 10 МэВ, если при каждом обороте протон

проходит между дуантами разность потенциалов = 30 кВ.

lВариант №2

1.

По двум бесконечно длинным прямым проводам,

скрещенным под прямым углом, текут токи силой I1 = 30 А и I2 =

40 А. Расстояние между проводами равно = 20 см. Определите

индукцию магнитного поля В в точке С (рис.), одинаково

удаленной от обоих проводов на расстояние, равное d.

2.

Два бесконечных прямых параллельных проводника

разделены расстоянием = 10 см. По проводникам в

противоположных направлениях текут токи I= I2 = 5 А. Найти

величину напряженности магнитного поля Н в точке,

равноудаленной от обоих проводников на расстояние а = 10 см?

Ответ: Н = 8 А/м.

3. Силовые линии однородных электрического и магнитного полей с напряженностями Е = 1,0

кВ/м и Н = 8,0 кА/м направлены в одну сторону. Определить ускорение а электрона в тот

момент, когда он движется со скоростью õ = 0,1 Мм/с перпендикулярно силовым линиям

обоих полей.

Ответ: а = 2,5∙10 14 м/с2.

4. Провод в форме квадрата со стороной а = 0,50 м и током I1 = 1,0 А расположен в одной

плоскости с бесконечным прямым проводником с током = 5,0 А. Две стороны квадрата

параллельны прямому проводнику, и ближайшая к нему сторона находится на расстоянии =

10 см от проводника. Определить силу F, действующую на контур.

Ответ: = 4,2 мкН.

5. Если предположить, что электрон в атоме водорода движется по круговой орбите, то радиус

этой орбиты = 52,8 пм. Найти магнитную индукцию В, создаваемую электроном в центре

его круговой орбиты.

Ответ: В = 12,6∙10

-14 Тл.

6. Сопротивление R1

= 15 Ом и катушка индуктивностью L = 1,5 Гн, обладающая

сопротивлением R2 = 150 Ом, соединены параллельно и подключены к источнику ЭДС å = 60

В с пренебрежимо малым внутренним сопротивлением. Определить напряжение на

зажимах катушки через время = 0,10 с после отключения источника ЭДС.

Ответ: = 0,1 мВ.

7. Ток I, идущий через катушку индуктивности = 21 мГн, меняется со временем по закону I =

Imsinùt. Максимальное значение тока Im = 5 А, его период Т = 20 мс. Найти зависимости от

времени ЭДС å самоиндукции и энергии магнитного поля катушки.

8. Однородный стержень длиной = 35 см, закрепленный перпендикулярно горизонтальной оси,

совершает малые колебания под действием силы тяжести. Определить, при каком расстоянии

от центра масс до оси подвеса частота колебаний максимальна, если силами трения можно

пренебречь.

Ответ: = 10 cм.

9. Колебательный контур содержит конденсатор емкостью С = 1,0 нФ и соленоид

индуктивностью = 10 мкГн с числом витков = 50. Максимальное напряжение на

конденсаторе Um = 5,0 B. Определить максимальное значение магнитного потока Фm через

один виток соленоида.

Ответ: Фm = 0,10 мкВб.

10. В случае эффекта Холла для натриевого проводника при плотности тока = 150 А/см2 и

магнитной индукции В = 2Тл напряженность поперечного электрического поля Е = 750

мкВ/м. Определите концентрацию электронов проводимости, а также ее отношение к

концентрации n0 атомов в этом проводнике. Плотность натрия ñ = 970 кг/м3

.

Вариант №3

1.

Бесконечно длинный прямой провод согнут

под прямым углом. По проводнику течет ток силой

= 20 А. Какова индукция магнитного поля В в

точке А (рис.), если = 5 см?

2.

По квадратной рамке, сделанной из одного

витка проволоки длиной = 1 м, течет ток I = 10 А.

Рассчитать напряженность Н магнитного поля в

центре рамки.

Ответ: Н = 36 А/м.

3. Электрон со скоростью õ = 1 Мм/с влетает в однородное магнитное поле под углом á = 60

0

к направлению силовых линий и начинает двигаться по винтовой линии. Напряженность

магнитного поля Н = 1,5 кА/м. Определить а) шаг винтовой линии; б) радиус ее витка.

Ответ: = 9,5 мм; = 2,6 мм.

4. Напряженность магнитного поля в соленоиде = 1,5 кА/м. Длина соленоида = 0,40 м,

диаметр = 5,0 см. Определить разность потенциалов на концах обмотки соленоида.

Если для нее используется алюминиевый провод (ñ = 26 нОм∙м) с диаметром = 1 мм.

Ответ: = 3,1 B.

5. Квадратный контур со стороной = 20 см и током =10 А сориентирован в однородном

магнитном поле с магнитной индукцией В = 0,20 Тл так, что его магнитный момент

совпадает с направлением поля. Какую работу А необходимо совершить, чтобы повернуть

контур на угол á = 180

0 вокруг оси, перпендикулярной направлению магнитного поля? Ток

в рамке поддерживается постоянным.

Ответ: А = 0,16 Дж.

6. Выполненное из алюминиевого провода (ñ = 26 нОм∙м) кольцо расположено в переменном

магнитном поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Диаметр кольца = 30 см,

диаметр провода D1 = 2 мм. Определить скорость dB/dt изменения магнитной индукции,

если по кольцу течет ток = 1 A.

Ответ: dB/dt = 0,11 Тл/с.

7. На катушку длиной = 0,50 м, диаметром = 5 см и числом витков = 1500 плотно надето

кольцо из медной проволоки (ñ = 16 нОм∙м) сечением = 3 мм2. Ток в катушке равномерно

возрастает со скоростью dI/dt = 0,20 А/с. Определить силу тока Iк в кольце.

Ответ: Iк = 1,8 мА.

8. Электромагнитный контур содержит конденсатор емкостью С = 1,2 нФ и соленоид

индуктивностью = 6 мкГн. К контуру подводится средняя мощность = 0,20 мВт для

поддержания в нем незатухающих колебаний с амплитудой напряжения на конденсаторе Um

= 2 В. Определите добротность контура, считая затухания достаточно малыми.

Ответ: = 141.

9. Груз массой = 100 г падает с высоты = 10 см на чашку весов, подвешенную на пружине

жесткостью = 600 Н/м, и прилипает ко дну чашки. В результате падения груза чашка

начинает совершать колебания. Определить их амплитуду А. Массы чашки и пружины

пренебрежимо малы.

Ответ: А = 18 мм.

10. Определите постоянную Холла RН для натрия, если для него отношение концентрации

электронов проводимости к концентрации атомов составляет n/n0 = 0,984. Плотность

натрия ñ = 970 кг/м3

.

Вариант №4

1. Бесконечно длинный прямой провод согнут под прямым углом. По проводу течет ток силой I

= 100 А. Вычислите магнитную индукцию В в точках, лежащих на биссектрисе угла и

удаленных от вершины угла на расстояние а = 100 см.

2.

Бесконечный провод образует виток,

касательный к проводу. По проводу идет ток

I = 5 А. Найти радиус витка, при котором

напряженность магнитного поля в центре

витка H = 41 А/м.

3. Параллельно прямому длинному проводу на расстоянии а = 4 мм от него движется электрон,

ускоренный разностью потенциалов = 300 B. Какая сила действует на электрон. Если по

проводнику течет ток = 5 A.

Ответ: = 4,1∙10

-16

H.

4. Два параллельных бесконечных прямых проводника с одинаковыми токами, текущими в

одном направлении, расположены на расстоянии а. Чтобы их раздвинуть до расстояния 2а, на

каждый сантиметр длины проводников затрачивается энергия = 138 нДж. Определить силу

тока в проводниках.

Ответ: = 10 A.

5. Квадратная рамка со стороной = 10 см расположена в одной плоскости с прямым

бесконечным проводником с током = 20 A. Две стороны рамки параллельны прямому

проводнику, и ближайшая к нему сторона находится на расстоянии = 5 см. Определить

магнитный поток Ф, пронизывающий рамку.

Ответ: Ф = 0,44 мкВб.

6. В магнитное поле, индукция которого равномерно изменяется со скоростью dB/dt = 1 мТл/с,

помещена катушка диаметром = 2 см. Катушка имеет однослойную обмотку плотно

прилегающих друг к другу = 500 витков алюминиевого провода (ñ = 26 нОм∙м) сечением S

= 1 мм

2, и ее ось параллельна линиям индукции. Концы катушки замкнуты накоротко.

Определить тепловую мощность w, выделяющуюся в катушке.

Ответ: = 30 нВт.

7. Квадратная рамка, изготовленная из медного провода (ñ = 16 нОм∙м) с площадью

поперечного сечения = 1 мм2, помещена в магнитное поле с индукцией = 0,10 Тл так, что

ее плоскость перпендикулярна линиям магнитной индукции. Какой заряд пройдет по рамке

при исчезновении поля, если площадь рамки = 25 см2

.

Ответ: = 78 мКл .

8. Доска с лежащим на ней бруском совершает горизонтальные гармонические колебания с

амплитудой А = 10 см. Определить коэффициент трения ì между доской и бруском. Если

брусок начинает скользить по доске, когда ее период колебаний становится меньше Т = 1 с.

Ответ: ì = 0,40.

9. При совершении осциллятором двух последовательных колебаний амплитуда уменьшилась на

60 %. Определить коэффициент затухания â и частоту í0 собственных колебаний

осциллятора. Если период колебаний Т = 0,5 с.

Ответ: â = 1,8 с-1

; í0 = 2 Гц.

10. Определите во сколько раз постоянная Холла у меди больше, чем у алюминия, если известно,

что в алюминии на один атом в среднем приходится два свободных электрона, а в меди – 0,8

свободных электронов.

R

I

Вариант №5

1. По бесконечно длинному прямому проводу, согнутому под углом â = 120

о, течет ток

силой = 50 А. Найдите магнитную индукцию В в точках, лежащих на биссектрисе угла и

удаленных от вершины угла на расстояние а = 5 см.

2. Тонкий провод (с изоляцией) образует плоскую спираль из = 100 плотно прилегающих

витков, по которым течет ток = 8 мА. Радиус внутреннего витка а = 50 мм, радиус

внешнего витка = 100 мм. Определить индукцию В магнитного поля в центре спирали.

Ответ: В = 7 мкТл .

3. В соленоиде малого диаметра длиной = 30 см течет ток = 5 А. При каком числе витков

объемная плотность энергии магнитного поля в соленоиде равна = 1,75 Дж/м3

?

Ответ: = 100 .

4. Квадратный и круговой контуры имеют одинаковый периметр = 20 см, и по ним идет

одинаковый ток = 2A. Контуры помещены в однородное магнитное поле с индукцией В =

0,10 Тл, и плоскость каждого контура составляет угол á = 45

0 с направлением поля.

Определить вращательные моменты Мкв и Мкр, действующие на каждый из контуров.

Ответ: Мкв =3,5∙10

-4 Н∙м и Мкр =4,5∙10

-4 Н∙м.

5. Ускоренный разностью потенциалов = 6 кВ электрон влетает в однородное магнитное

поле с индукцией В = 13 мТл под углом á = 30

0 к направлению силовых линий и начинает

двигаться по винтовой линии. Найти радиус и шаг винтовой линии.

Ответ: =1 cм и =11 cм.

6. Квадратная рамка со стороной а = 50 см помещена в однородное магнитное пол так, что

нормаль к рамке составляет угол á = 45

0 с направлением силовых линий. Магнитное поле

меняется по закону В В0cosùt, где В0 = 0,10 Тл, ù = 4 с-1. Определить ЭДС å индукции,

возникающей в рамке в момент времени = 5 c.

Ответ: å = 64 мВ.

7. Плотность витков в катушке = 20 см-1. Определить объемную плотность энергии w

магнитного поля в катушке при токе = 3 A.

Ответ: = 23 Дж/м3

.

8. Лежащее на столе тело массы М = 4 кг укреплено на горизонтальной пружине жесткостью

k = 900 Н/м. Пуля массы = 10 г, летящая вдоль направления оси пружины со скоростью

õ = 600 м/с, попадает в тело и застревает в нем. Пренебрегая массой пружины и силами

трения, определить амплитуду А и период колебаний Т тела.

Ответ: А = 10 см, Т = 0,42 с.

9. Электромагнитный контур состоит из соленоида индуктивностью L = 0,20 Гн и плоского

конденсатора с площадью пластин = 155 см2 и расстоянием между пластинами = 1,5

мм. Определите диэлектрическую проницаемость среды, заполняющей пространство

между пластинами конденсатора, если контур настроен на длину волны ë = 630 м.

Ответ: å = 6,1.

10. Через сечение медной пластинки толщиной = 0,200 мм про- пускается ток = 6,00 А.

Пластинка помещается в однородное магнитное поле с индукцией В = 1,00 Тл,

перпендикулярное ребру пластинки и направлению тока. Считая концентрацию

электронов проводимости равной концентрации атомов, определите возникающую в

пластинке поперечную (холловскую) разность потенциалов.

Вариант №6

1. По контуру в виде равностороннего треугольника идет ток силой = 40 А. Длина а

стороны треугольника равна 30 см. Определите магнитную индукцию В в точке

пересечения высот.

2. Определить напряженность Н магнитного поля на оси кругового контура радиусом = 4

см на расстоянии а = 3 см от его плоскости при токе в контуре = 2 A .

Ответ: Н = 12,7 А/м.

3. В центре кругового проволочного витка создается магнитное поле напряженностью Н при

разности потенциалов U1 = 20 В на концах витка. Какую надо приложить разность

потенциалов U2, чтобы получить такую же напряженность магнитного поля в центре

витка, сделанного из той же проволоки, но вдвое большего радиуса?

Ответ: U80 В.

4. В однородное магнитное поле влетают протон и электрон, ускоренные одинаковой

разностью потенциалов. Найти отношение радиусов кривизны траектории движения

протона (R1) и электрона (R2).

Ответ: R1/R42,9 В.

5. Плоскость кругового контура радиусом = 5 см и током = 1A перпендикулярна

направлению однородного магнитного поля напряженностью Н = 10 кА/м. Какую работу

А необходимо совершить, чтобы повернуть контур на 900 вокруг оси, лежащей в

плоскости контура?

Ответ: А= 99 мкДж.

6. Катушка длиной = 10 см и площадью поперечного сечения = 3 см2 содержит = 1000

витков. Определить силу тока в катушке через время = 10 мс после подключения к ней

источника ЭДС å = 12 В, если электрическое сопротивление катушки пренебрежимо мало.

Ответ: I= 32 A.

7. Источник тока с ЭДС å = 12 В и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением

соединен с дросселем и вольтметром. Индуктивность дросселя = 2 Гн. Сопротивление

вольтметра = 11 Ом. Через какое время после подключения источника тока вольтметр

покажет напряжение = 6В?

Ответ: t= 0,13c.

8. Центр масс физического маятника установлен над точкой подвеса. Возвращаясь к

положению устойчивого равновесия, маятник проходит его с угловой скоростью ù = 8

рад/с. Найти период Т малых колебаний этого маятника.

Ответ: T= 1,6 c.

9. Электромагнитный контур состоит из плоского конденсатора и соленоида. Расстояние

между пластинами конденсатора = 1,5 мм, площадь пластин = 100 см2. Длина

соленоида = 5 см, число витков = 500, площадь поперечного сечения S1 = 1,5 см2

.

Определить частоту ù0 собственных колебаний контура.

Ответ: ù0 4,2∙10

6 рад/c.

10. Металлическая труба имеет внутренний диаметр d1 = 24 мм, наружный диаметр d2 = 30

мм. По стенкам трубы параллельно ее продольной оси течет постоянный ток, плотность

которого одинакова во всех точках сечения металла и равна = 4А/мм2. Вычислите

напряженность Н магнитного поля на внешней и внутренней поверхностях трубы.

Вариант №7

1. По контуру в виде квадрата идет ток силой = 50 А. Длина а стороны квадрата равна 20

см. Определите магнитную индукцию В в точке пересечения диагоналей.

2. В параллельных плоскостях на расстоянии = 5 см друг от друга расположены два

соосных круговых витка радиусом = 4 см каждый. По виткам в одном направлении текут

токи I1 = I2 = 4A. Найти напряженность Н магнитного поля в центре одного из витков.

Ответ: Н= 62,3 А/м.

3. Соленоид длиной = 20 см и диаметром = 5 см изготовлен из витков медной проволоки

(ñ = 16 нОм∙м) диаметром = 0,5 мм, уложенных вплотную друг к другу в один слой.

Какую разность потенциалов необходимо приложить к концам соленоида, чтобы

получить напряженность магнитного поля Н = 1 кА/м в его центре? Поле соленоида

вблизи центра считать однородным.

Ответ: U= 2,6 B.

4. Плоскость однородного проводящего диска массой = 0,35 кг перпендикулярна

направлению магнитного поля с индукцией В = 24 мТл. Между центром диска и его краем

с помощью скользящих контактов подается постоянное напряжение. Диск начинает

вращаться, и через промежуток времени =30 c достигает частоты вращения í = 5 с-1

.

Определить ток I, проходящий через диск.

Ответ: I= 15 A.

5. Найти кинетическую энергию (в эВ) протона, движущегося по дуге окружности

радиусом = 60 см в магнитном поле с индукцией В = 1 Тл.

Ответ: W= 18 МэВ.

6. По длинному сверхпроводящему соленоиду течет ток I0 = 1,9 А. Каким станет ток в

соленоиде, если соленоид растянуть на 5 %. Полный магнитный поток, пронизывающий

соленоид, остается неизменным.

Ответ: I= 2 A.

7. Катушка из медного провода (ñ = 16 нОм∙м) имеет длину = 20 см, диаметр = 2 см и

содержит = 200 витков. Площадь поперечного сечения провода = 1 мм2. Катушка

подключена к источнику ЭДС. Через какое время после отключения источника ЭДС и

замыкания катушки накоротко ток в ее цепи уменьшится вдвое?

Ответ: t= 0,27 мc.

8. Шарик массой = 40 г закреплен на середине горизонтально натянутой струны длиной =

1 м. Найти период Т малых вертикальных колебаний шарика. Натяжение струны считать

постоянным и равным = 10 Н. Влиянием силы тяжести пренебречь.

Ответ: T= 0,20 c.

9. Колебательный контур содержит конденсатор емкостью С = 10 нФ, соленоид

индуктивностью = 0,10 Гн и сопротивление = 3 Ом. В контуре поддерживаются

незатухающие колебания с амплитудой напряжения на конденсаторе Um = 2 В.

Определить среднюю мощность w, потребляемую контуром.

Ответ: w= 0,60 мВт.

10. Внутри соленоида с числом витков = 200 с никелевым сердечником (ì = 200)

напряженность однородного магнитного поля Н = 10 кА/м. Площадь поперечного сечения

= 10,0 см2. Определите: 1) магнитную индукцию В поля внутри соленоида; 2)

потокосцепление Ø.

Вариант №8

1. По тонкому проводу, изогнутому в виде прямоугольника, течет ток силой = 60 А. Длины

сторон прямоугольника равны а = 30 см и = 40 см. Определите магнитную индукцию В в

точке пересечения диагоналей.

2. Два бесконечных прямых параллельных проводника разделены расстоянием = 10 см. По

проводникам в противоположных направлениях текут токи I= I2 = 5 А. Найти величину

напряженности магнитного поля Н в точке, равноудаленной от обоих проводников на

расстояние а = 10 см?

Ответ: Н = 8 А/м.

3. Ускоренный разностью потенциалов = 6 кВ, электрон влетает в однородное магнитное

поле с индукцией В = 13 мТл под углом á = 30

0 к направлению силовых линий и начинает

двигаться по винтовой линии. Найти радиус и шаг винтовой линии.

Ответ: = 1 см, h = 11 см.

4. Два параллельных бесконечных прямых проводника с одинаковыми токами, текущими в

одном направлении, расположены на расстоянии а. Чтобы их раздвинуть до расстояния 2а,

на каждый сантиметр длины проводников затрачивается энергия = 138 нДж.

Определить силу тока в проводниках.

Ответ: = 10 A.

5. Квадратная рамка со стороной = 10 см расположена в одной плоскости с прямым

бесконечным проводником с током = 20 A. Две стороны рамки параллельны прямому

проводнику, и ближайшая к нему сторона находится на расстоянии = 5 см. Определить

магнитный поток Ф, пронизывающий рамку.

Ответ: Ф = 0,44 мкВб.

6. Проводящий стержень длиной = 0,50 м равномерно вращается в горизонтальной

плоскости в однородном магнитном поле. Силовые линии поля направлены вертикально,

магнитная индукция = 20 мТл. Ось вращения параллельна силовым линиям и проходит

через конец стержня. При какой частоте вращения í на концах стержня возникнет

разность потенциалов = 0,10 В?

Ответ: í = 6,4 м

-1

.

7. Ток I, идущий через катушку индуктивности = 21 мГн, меняется со временем по закону

I = Imsinùt. Максимальное значение тока Im = 5 А, его период Т = 20 мс. Найти

зависимости от времени ЭДС å самоиндукции и энергии магнитного поля катушки.

8. Доска с лежащим на ней бруском совершает горизонтальные гармонические колебания с

амплитудой А = 10 см. Определить коэффициент трения ì между доской и бруском. Если

брусок начинает скользить по доске, когда ее период колебаний становится меньше Т = 1

с.

Ответ: ì = 0,40.

9. Электрический осциллятор содержит конденсатор, соленоид с активным сопротивлением и генератор синусоидального напряжения постоянной амплитуды. При циклических частотах ù1 = 400 рад/с и ù2 = 600 рад/с установившаяся амплитуда силы тока в цепи одинакова. Определить резонансную частотуùрез

тока.

Ответ: ùрез = 490 рад/с.

10.

Диаметр тороида без сердечника по средней линии равен

30 см. В сечении тороид имеет круг радиусом = 5 см. По обмотке

тороида, содержащей = 2000 витков, течет ток = 5,00 А (рис.).

Пользуясь законом полного тока, определите максимальное и

минимальное значение магнитной индукции в тороиде.

Вариант №9

1. Тонкий провод изогнут в виде правильного шестиугольника. Длина стороны

шестиугольника равна 10 см. Определите магнитную индукцию В в центре шестиугольника,

если по проводу течет ток силой = 50 А.

2. Равномерно заряженный тонкий диск радиуса R = 50 мм вращается вокруг своей оси с

угловой скоростью ù = 70 рад/с. Поверхностная плотность заряда ó = 10 мкКл/м2. Определить

величину магнитной индукции В в центре диска и величину магнитного момента рдиска.

Ответ: В = 22 пТл; р= 3,4∙10

-9 А∙м2

.

3. По квадратной рамке, сделанной из одного витка проволоки длиной = 1 м, течет ток = 10 А.

Рассчитать напряженность Н магнитного поля в центре рамки.

Ответ: Н = 36 А/м.

4. В магнитном поле с индукцией В = 0,3 Тл по окружности радиуса = 4 см движется

заряженная частица со скоростью õ = 1 Мм/с. Найти заряд частицы q, если известно, что ее

энергия = 12 кэВ.

Ответ: = 3,2∙10

-19 Кл.

5. Провод в форме квадрата со стороной а = 0,50 м и током I1

= 1 А расположен в одной

плоскости с бесконечным прямым проводником с током = 5 А. Две стороны квадрата

параллельны прямому проводнику, и ближайшая к нему сторона находится на расстоянии =

10 см от проводника. Определите силу F, действующую на контур.

Ответ: = 4,2 мкН.

6. Соленоид из медного провода (ñ = 16 нОм∙м) имеет длину = 25 см и сопротивление = 0,20

Ом. Площадь поперечного сечения провода = 1 мм2. Определить индуктивность L

соленоида.

Ответ: = 63 мГн.

7. Катушка из медного провода (ñ = 16 нОм∙м) имеет длину = 20 см, диаметр = 2 см и

содержит = 200 витков. Площадь поперечного сечения провода = 1 мм2. Катушка

подключена к источнику ЭДС. Через какое время после отключения источника ЭДС и

замыкания катушки накоротко ток в ее цепи уменьшится вдвое?

Ответ: t= 0,27 мc.

8. Центр масс физического маятника установлен над точкой подвеса. Возвращаясь к положению

устойчивого равновесия, маятник проходит его с угловой скоростью ù = 8 рад/с. Найти

период Т малых колебаний этого маятника.

Ответ: T= 1,6 c.

9. Электромагнитный контур состоит из плоского конденсатора и соленоида. Расстояние между

пластинами конденсатора = 1,5 мм, площадь пластин = 100 см2. Длина соленоида = 5 см,

число витков = 500, площадь поперечного сечения S1 = 1,5 см2. Определить частоту ù0

собственных колебаний контура.

Ответ: ù0 4,2∙10

6 рад/c.

10. Тороид квадратного сечения содержит = 100 витков. Наружный диаметр тороида равен 40

см, внутренний – = 20 см. Найдите магнитный поток в тороиде, если сила тока I,

протекающего по обмотке, равна 10 А.

Указание. Учесть, что магнитное поле тороида неоднородно.

Вариант №10

1. Круговой виток радиусом = 15 см расположен относительно бесконечно длинного

провода так, что его плоскость параллельна проводу. Перпендикуляр, восстановленный на

провод из центра витка, является нормалью к плоскости витка. Сила тока в проводе I1 = 1

А, сила тока в витке I2 = 5 А. Расстояние от центра витка до провода = 20 см. Определите

магнитную индукцию В в центре витка.

2. В параллельных плоскостях на расстоянии = 5 см друг от друга расположены два

соосных круговых витка радиусом = 4 см каждый. По виткам в одном направлении текут

токи I1 = I2 = 4A. Найти напряженность Н магнитного поля в центре одного из витков.

Ответ: Н= 62,3 А/м.

3. Соленоид длиной = 20 см и диаметром = 5 см изготовлен из витков медной проволоки

(ñ = 16 нОм∙м) диаметром = 0,5 мм, уложенных вплотную друг к другу в один слой.

Какую разность потенциалов необходимо приложить к концам соленоида, чтобы

получить напряженность магнитного поля Н = 1 кА/м в его центре? Поле соленоида

вблизи центра считать однородным.

Ответ: U= 2,6 B.

4. Электрон со скоростью õ = 1 Мм/с влетает в однородное магнитное поле под углом á =

60

0

к направлению силовых линий и начинает двигаться по винтовой линии.

Напряженность магнитного поля Н = 1,5 кА/м. Определить а) шаг винтовой линии; б)

радиус ее витка.

Ответ: = 9,5 мм; = 2,6 мм.

5. Плоскость кругового контура радиусом = 5 см и током = 1A перпендикулярна

направлению однородного магнитного поля напряженностью Н = 10 кА/м. Какую работу

А необходимо совершить, чтобы повернуть контур на 900 вокруг оси, лежащей в

плоскости контура?

Ответ: А= 99 мкДж.

6. Сопротивление R1

= 15 Ом и катушка индуктивностью L = 1,5 Гн, обладающая

сопротивлением R2 = 150 Ом, соединены параллельно и подключены к источнику ЭДС å =

60 В с пренебрежимо малым внутренним сопротивлением. Определить напряжение на

зажимах катушки через время = 0,10 с после отключения источника ЭДС.

Ответ: = 0,1 мВ.

7. Квадратная рамка, изготовленная из медного провода (ñ = 16 нОм∙м) с площадью

поперечного сечения Sпр = 1 мм2, помещена в магнитное поле с индукцией = 0,10 Тл так,

что ее плоскость перпендикулярна линиям магнитной индукции. Какой заряд пройдет по

рамке при исчезновении поля, если площадь рамки = 25 см2

.

Ответ: = 78 мКл .

8. Механический осциллятор совершает гармонические колебания вдоль оси Ox. Его полная

энергия = 10 мкДж, максимальная сила Fm = 0,5 мН, период колебаний Т = 4 с,

начальная фаза ö = ð/6. Написать уравнение колебаний осциллятора.

9. Электромагнитный контур содержит конденсатор емкостью С = 1,2 нФ и соленоид

индуктивностью = 6 мкГн. К контуру подводится средняя мощность = 0,20 мВт для

поддержания в нем незатухающих колебаний с амплитудой напряжения на конденсаторе

Um = 2 В. Определите добротность контура, считая затухания достаточно малыми.

Ответ: = 141.

10. Сколько витков провода нужно намотать на стальной сердечник площадью поперечного

сечения = 25 см2, чтобы в этой обмотке при изменении магнитного поля от В1 = 0 до В2 =

1,00 Тл в течение времени = 5 мс индуцировалась ЭДС, равная ℰ= 50,0 В?

Вариант №11

1. Два круговых витка радиусом = 4 см каждый, расположены в параллельных плоскостях на

расстоянии = 5 см друг от друга. По виткам текут токи I1 = I2 = 4 А. Найдите индукцию

магнитного поля В в центре одного из них, если токи в витках текут: 1) в одном направлении;

2) в противоположных направлениях.

2. Сечение системы трех прямых параллельных

бесконечных проводов с токами I= I2 = и I3 =

2изображено на рисунке. Расстояние между

соседними проводами = 5 см. С какой

стороны и на каком расстоянии от тока I1 на

прямой аа′ напряженность магнитного поля

равна нулю?

3. Силовые линии однородных электрического и магнитного полей с напряженностями Е = 1

кВ/м и Н = 8 кА/м направлены в одну сторону. Определить ускорение а электрона в тот

момент, когда он движется со скоростью õ = 0,1 Мм/с перпендикулярно силовым линиям

обоих полей.

Ответ: а = 2,5∙10

14 м/с2

.

4. Под горизонтально расположенным прямым проводником с током I1 = 10 А находится

параллельный ему прямой алюминиевый провод с током I2 = 1,5 А. При какой площади

поперечного сечения алюминиевого провода он удерживается незакрепленным? Плотность

алюминия ñ = 2,7 г/см3

.

Ответ: = 7,6∙10

-9 м2

.

5. Если предположить, что электрон в атоме водорода движется по круговой орбите, то радиус

этой орбиты = 52,8 пм. Найти магнитную индукцию В, создаваемую электроном в центре

его круговой орбиты.

Ответ: В = 12,6∙10

-14 Тл.

6. На катушку длиной = 0,50 м, диаметром = 5 см и числом витков = 1500 плотно надето

кольцо из медной проволоки (ñ = 16 нОм∙м) сечением = 3 мм2. Ток в катушке равномерно

возрастает со скоростью dI/dt = 0,20 А/с. Определить силу тока Iк в кольце.

Ответ: Iк = 1,8 мА.

7. Катушка длиной = 40 см с поперечным сечением = 50 см2 состоит из одного ряда плотно

прилегающих друг к другу витков провода диаметром = 0,50 мм. Напряжение на зажимах

катушки = 10 В. Определить силу тока в катушке, если за время = 0,50 мс в проводе

выделяется количество теплоты, равное энергии магнитного поля катушки. Поле внутри

катушки считать однородным.

Ответ: = 1 А .

8. Лежащее на столе тело массы М = 4 кг укреплено на горизонтальной пружине жесткостью k

= 900 Н/м. Пуля массы = 10 г, летящая вдоль направления оси пружины со скоростью õ =

600 м/с, попадает в тело и застревает в нем. Пренебрегая массой пружины и силами трения,

определить амплитуду А и период колебаний Т тела.

Ответ: А = 10 см, Т = 0,42 с.

9. При совершении осциллятором двух последовательных колебаний амплитуда уменьшилась на

60 %. Определить коэффициент затухания â и частоту í0 собственных колебаний

осциллятора. Если период колебаний Т = 0,5 с.

Ответ: â = 1,8 с-1

; í0 = 2 Гц.

10. В однородном магнитном поле (В = 0,200 Тл) равномерно вращается прямоугольная рамка,

содержащая = 200 витков. Площадь рамки = 100 см2. Определите частоту вращения

рамки, если максимальная ЭДС, индуцируемая в ней, ℰimax = 12,6 В.

 


Категория: Физика | Добавил: Админ (01.10.2016)
Просмотров: | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar