Тема №6256 Ответы к задачам по физике Белолипецкий (Часть 5)
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Ответы к задачам по физике Белолипецкий (Часть 5) из предмета Физика и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Ответы к задачам по физике Белолипецкий (Часть 5), 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.

Ответы в самом низу встроенного документа

3.1122. Определите разности потенциалов между обкладка­
ми конденсаторов, а также между точками Ъ и е в схеме, приве­
денной на рисунке.
К задаче 3.112 К задаче 3.113
3.1132. в схеме, приведенной на рисунке, известив! емкости
C i , С 2, С3 и ЭДО £. Кроме того, известен заряд q\ конденсатора
Ci. Определите ЭДО £х.
3.1143. Трем одинаковым изолированным конденсаторам 1,
2 ж 3 сообщили заряды ^ и дз, после чего их соединили (см.
рисунок) замыканием ключей К. Определите заряды g^, qf2 и
g^, которые будут иметь конденсаторы после их соединения и
завершения переходных процессов.
3.1152. Определите заряды конденсаторов gi, g2, дз в цепи,
параметры которой указаны на схеме (см. рисунок).
122 ЭЛ Е К ТРИ Ч Е С ТВ О И М АГНЕТИЗМ ГЛ. 3
3.1162. Определите заряды конденсаторов в цепи, парамет­
ры которой указаны на схеме (см. рисунок).
- ё\ С3_
с,
- ою
К задаче ЗЛ14 К задаче 3.115
3.1173. Определите заряды конденсаторов (Д, #2? Q4 в
цепи, параметры которой указаны на схеме (см. рисунок), если
Ci = с 2 = о 3 = с 4 = С.
I
&2
1
<?3 Cl А -
1
& 3 _ Q- с2= с3= - ^1 С 2 С3 = с
К задаче 3.116 К задаче 3.117
3.1183. Плоский конденсатор заполнен диэлектриком, про­
ницаемость с которого зависит от напряжения U на конденсато­
ре по закону с = «17, где а = 1/(61?). Па­
раллельно этому не л и- нейному конден­
сатору, который первоначально не заря­
жен, подключают такой же конденсатор,
но без диэлектрика, который заряжен до
напряжения U® = 156 В. Определите на­
пряжение 17, которое установится между
обкладками конденсаторов после завер­
шения переходных процессов.
3.1193. Какой заряд q протечет че­
рез гальванометр после замыкания клю­
ча К в схеме, изображенной на рисунке?
ЭДО батареи равна £, Ci = С2 = С. К задаче ЗЛ19
3.1203. Какой заряд q протечет через гальванометр после
замыкания ключа К в схеме, изображенной на рисунке? ЭДО
каждой батареи равна £, емкости конденсаторов С\ и С2 из­
вестны.
3.8 СИЛА Т О К А . СОПРОТИВЛЕНИЕ. ЗАКОН ОМ А 123
3.1213. Плоский воздушный конденсатор с расстоянием
между обкладками d = 3, 0 см зарядили от источника постоян­
ного напряжения U = 200 В и отключили от него. Затем парал­
лельно пластинам конденсато­
ра ввели металлическую пла­
стину толщины d0 = 1,0 см.
Определите работу А, совер­
шенную силами поля при вве­
дении пластины в конденса­
тор, и изменение энергии A W
конденсатора в этом процессе.
Площади каждой из обкладок
и металлической пластины оди­
наковы и равны S = 60 см2.
3.1223. Рассмотрите задачу 3.121, считая, что конденсатор
не отключают от источника напряжения. Определите измене­
ние энергии A W конденсатора при внесении пластины. Какую
работу А совершает при этом источник напряжения?

3.1231. По проводу течет ток силы I = 10 А. Найдите массу
электронов, проходящих через поперечное сечение этого провода
за время t = 1 ч.
3.1241. Сила тока в проводнике за четыре равных проме­
жутка времени по t = 10 с сначала равномерно возрастает от 0
до 1\ = 10 мА, потом равномерно уменьшается до /2 = 5 мА,
затем сохраняет постоянное значение, и, наконец, равномерно
уменьшается до нуля. Какой заряд q прошел по проводнику за
время Т = 40 с?
3.1252. Пластины плоского конденсатора имеют форму
квадратов со стороной а = 21 см. Расстояние между пласти­
нами составляет d = 2 мм. Конденсатор присоединен к полюсам
источника постоянного напряжения U = 750 В. В пространство
между пластинами с постоянной скоростью v = 8 см/с вдвига­
ют стеклянную пластинку толщины d = 2 мм. Какой силы ток
I пойдет при этом по цепи? Диэлектрическая проницаемость
стекла 8 = 7.
3.1261. Моток медной проволоки имеет массу m = 300 г
и электрическое сопротивление R = 57 Ом. Определите длину
проволоки L и площадь ее поперечного сечения S. Плотность
меди D = 8900 кг/м3, ее удельное сопротивление р = 1,7 х
х 10“ 8 Ом-м.
3.1272. Электрическая цепь состоит из трех последователь­
но соединенных кусков провода одинаковой длины, изготовлен­
ных из одного и того же материала, но имеющих разные сечения:
3.8 СИЛА Т О К А . СОПРОТИВЛЕНИЕ. ЗАКОН ОМ А 125
Si = 1 мм2, $2 = 2 мм2, S3 = 3 мм2. Напряжение на концах цепи
U = 11 В. Найдите напряжение на каждом куске провода.
3.1282. На катушку намотан круглый стальной провод дна™
метром d = 1,2 мм. Масса провода т = 0,2 кг. На катушку
подается напряжение U = 53,8 В. Определите силу тока, иду™
гцего по проводу, если он нагрелся до температуры Т = 393 К.
Удельное сопротивление стали при Т\ = 293 К равно р\ = 1, 2 х
х 1(Г7 Ом-м, температурный коэффициент сопротивления стали
а = б, 0 • 1СГ3 КО1. Плотность стали D = 7, 8 • 103 кг/м3.
3.1291. Цепь, имеющая сопротивление R = 100 Ом, питает™
ся от источника постоянного напряжения. Амперметр с сопро­
тивлением Ra — 1 Ом, включенный в цепь, показал силу тока
I = 5 А. Какова была сила тока в цепи I q д о включения ампер­
метра?
3.1301. В сеть с напряжением 17 = 24 В подключили два по­
следовательно соединенных резистора. При этом сила тока стала
равной 1\ = 0,6 А. Когда резисторы подключили параллельно,
суммарная сила тока стала равной /2 = 3,2 А. Определите со­
противление резисторов.
3.1311. На сколько равных частей нужно разрезать про­
водник, имеющий сопротивление R = 36 Ом, чтобы полное со­
противление его частей, соединенных параллельно, составляло
Rq = 1 Ом?
3.1322. Из куска проволоки, имеющей сопротивление Rq =
= 32 Ом, изготовлено кольцо. К двум точкам этого кольца при­
соединены подводящие ток провода, а) В каком отношении де­
лят точки присоединения длину окружности кольца, если об­
щее сопротивление получившейся цепи R = б Ом? б) Какова
максимально возможная величина общего сопротивления i?MaKC
между двумя точками проволочного кольца?
3.1331. Определите полное сопротивление R показанной на
рисунке цепи, если R\ = R2 = -R5 = Щ = 3 Ом, R% = 20 Ом,
i?4 = 24 Ом. Чему равна сила тока, идущего через каждый ре­
зистор, если к цепи приложено напряжение 17 = 36 В?
К задаче 3.133 К задаче 3.134
126 ЭЛ Е К ТРИ Ч Е С ТВ О И М АГНЕТИЗМ ГЛ. 3
3.1341. При замкнутом ключе К (см. рисунок) сила тока,
текущего через амперметр, равна 1\ = 0,45 А. Какой силы ток
/2 будет течь через амперметр при разомкнутом ключе? Напря­
жение на клеммах постоянно.
3.1352. Определите сопротивление R между точками А и D
каждой из показанных на рисунке трех цепей. Сопротивления
резисторов одинаковы и равны г. Сопротивлением соединяющих
проводов можно пренебречь.
А с
IZZh-'—О
А С О f I 1 1 1 t I I о
В D
В D
А
O—f
■СП---------
С
D
о
в
К задаче ЗЛЗБ
3.1362. Определите сопротивление R между точками А и В
показанной на рисунке цепи, если сопротивление каждого звена
равно г.
ч
D
б
К задаче 3.136 К задаче 3.137
3.1373. Каждый из отрезков двух проволочных конструк­
ций (см. рисунок) имеет одинаковое сопротивление г. Ток, про­
текающий по отрезку D F , равен г. Определите разность потен­
циалов U между узлами А и S, сопротивление R между этими
узлами и полный ток I от А к В.
3.8 СИЛА Т О К А . СОПРОТИВЛЕНИЕ. ЗАКОН ОМ А 127
3.1383. Найдите полное сопротивление R между точками А
и В бесконечной цепи (см. рисунок), состоящей из одинаковых
резисторов сопротивлением г каждый.
А
о—
2г 4г
В
К задаче 3.138 К задаче 3.139
3.1393. Определите полное сопротивление R между точками
А и В бесконечной цепи, параметры которой указаны на ри­
сунке.
3.1402. Имеется прибор с ценой деления г® = 10 мкА. Шка­
ла прибора имеет п — 100 делений. Внутреннее сопротивление
прибора г = 50 Ом. Как из этого прибора сделать: а) вольтметр
с пределом измерения напряжения U® = 200 В? б) миллиампер­
метр с пределом измерения силы тока I® = 800 мА?
3.1413. Присоединение к вольтметру некоторого добавоч­
ного сопротивления увеличивает предел измерения напряжения
в п раз. Другое добавочное сопротивле­
ние увеличивает предел измерения в т
раз. Во сколько раз к увеличится пре­
дельно измеримое вольтметром напря­
жение, если включить последовательно с
вольтметром эти два сопротивления, со­
единенные между собой параллельно?
3.1423. В схеме (см. рисунок) вольт­
метр показывает напряжение U\ = 20 В.
Напряжение на входе цепи U® = 100 В.
Найдите отношение тока, идущего через
вольтметр, к току, идущему через пра­
вую часть потенциометра, если отношение сопротивлений, на
которые движок делит потенциометр п = 2/3, причем боль­
шее сопротивление име­
ет часть потенциометра,
расположенная справа от
движка.
3.1433. Цепь ( см. ри­
сунок) собрана из одина­
ковых резисторов и одина­
ковых вольтметров. Показа-
К задаче 3.142
■ о
К задаче 3.143
128 ЭЛ Е К ТРИ Ч Е С ТВ О И М АГНЕТИЗМ ГЛ. 3
ыия первого и третьего вольтметров U\ = 10В, Us = 8 В соот­
ветственно. Найдите показания U2 второго вольтметра.

3.1441. Амперметр с сопротивлением R\ = 2 Ом, подклю­
ченный к источнику тока, показывает ток 1\ = 5 А. Вольтметр
с сопротивлением R2 = 150 Ом, подключенный к такому же ис­
точнику тока, показывает напряжение U2 = 12 В. Найдите ток
короткого замыкания / к.3 источника.
3.1451. Источник тока питает п = 100 ламп, рассчитанных
на напряжение U\ = 220 В и соединенных параллельно. Сопро­
тивление каждой лампы R\ = 1,2 кОм, сопротивление подводя­
щих проводов i?2 — 4 Ом, внутреннее сопротивление источника
г = 0, 8 Ом. Найдите напряжение U на зажимах источника и его
ЭДС £.
3.1462. Найдите силу тока / 2, идущего через резистор с
сопротивлением R2 в схеме, параметры которой приведены на
рисунке.
К задаче 3.146 К задаче 3.147
3.1472. Какой ток /4 будет идти через амперметр в схеме,
изображенной на рисунке? ЭДС источника равна £. Рассмотри­
те два случая:
а) R\ = Д4 = R] i ?2 = R3 = 2R\
б) R\ = J?2 = R3 = R] -R4 = 2R.
3.1482. Какой ток Iа течет через амперметр в схеме, по­
казанной на рисунке? ЭДС источника £ = 7, 5 В, i?i = 1 5 Ом,
R2 = R3 = R4 = 10 Ом.
3.14Э2. При замкнутом ключе К вольтметр V\ показывает
напряжение 0, 8£, где £ — ЭДС источника (см. рисунок). Что
5 С.Н. Белолипецкий и др.
130 ЭЛ Е К ТРИ Ч Е С ТВ О И М АГНЕТИЗМ ГЛ. 3
покажут вольтметры V\ и V2 при разомкнутом ключе, если их
сопротивления одинаковы?
К задаче ЗЛ49
3.1502. В мосте Уитстона (см. рисунок) сопротивления под™
бирают таким образом, что чувствительный гальванометр пока­
зывает нуль.
а) Считая сопротивления R1, R2 и г известными, определите
величину сопротивления гх.
б) Если поменять местами батарею и гальванометр, то снова
получится мостовая схема. Сохранится ли баланс в новой схеме?
К задаче ЗЛ50 К задаче ЗЛ51
3.1512. Имеется цепь, содержащая N = 1000 одинаковых ис­
точников тока с ЭДС £ и внутренним сопротивлением г каждый
(см. рисунок). Между точками А и В
________ |________ (на дуге АС В) находится т источников
тока.
Л а) Найдите разность потенциалов
В | между точками А и В.
а2,
I
г2 б) Какой будет эта разность потен­
циалов, если элементы будут обращены
I друг к другу одноименными полюсами?
3.1523. Два источника тока соеди­
задаче ЗЛБ2 нены, как показано на рисунке.
3.9 ЗАКОН ОМ А. ПРАВИЛА К И РХГО Ф А 131
а) Определите разность потенциалов между точками А ж В.
б) Какой станет эта разность потенциалов, если изменить по­
лярность включения второго источника?
3.1533. Три одинаковых источника тока с ЭДО £ =
= 1,6 В и внутренним сопротивлением г = 0,8 Ом каждый
включены в электрическую цепь
по схеме, изображенной на ри­
сунке. Миллиамперметр показы­
вает ток I = 100 мА. Сопротив­
ления резисторов Ri = 10 Ом и
i?2 = 15 Ом, сопротивление ре­
зистора R неизвестно. Какое на­
пряжение U показывает вольт­
метр? Сопротивление вольтмет­
ра считать очень большим.
3.1542. Батарея из п — 4
одинаковых источников тока с
внутренним сопротивлением г =
= 2 Ом каждый, соединенных в
первом случае последовательно,
во втором — параллельно, замыкается на резистор с сопротивле­
нием R = 10 Ом. Найдите отношение напряжений на резисторе
U1/U2 в первом и во втором случаях.
А, г
1 2 3
1ГГ 1ГГ 1riHHI----------г
2 -г 2 2 -•1—>1—<1----------г
I I
—11—I I—1|—I ml—11—I -iHHb
R
“CZh
K задаче 3.155
3.1553. Из N = 400 одинаковых источников тока составле­
на батарея так, что образовано п соединенных последовательно
групп, в каждой из которых содержится т источников, соеди­
ненных параллельно (см. рисунок а). Внутреннее сопротивление
каждого источника г = 1 Ом. При каких значениях п и т сила
тока через резистор с сопротивлением R = 100 Ом, подклю­
ченный к батарее, будет наибольшей? Изменится ли ответ, если
5:
132 ЭЛ Е К ТРИ Ч Е С ТВ О И М АГНЕТИЗМ ГЛ. 3
источники тока соединить в батарею, как показано на рисун­
ке б (т параллельно соединенных ветвей, в каждой из которых
содержится п последовательно соединенных источников)?
3.1563. Источниками электрического тока в системе элек­
трического оборудования автомобиля являются генератор Г по­
стоянного тока и соединенный с ним параллельно аккумулятор
А (см. рисунок). ЭДС аккумулятора £\ = 12 В, его внутреннее
сопротивление г\ = 0,15 Ом.
А Г
Ю 1 & Ъ Г2
К задаче ЗЛ56
ЭДС генератора £2 = 14 В,
его внутреннее сопротивление
г2 = 0,05 Ом. Найдите за­
висимость силы тока /д, про­
текающего через аккумуля­
тор, от силы тока Д, потреб­
ляемого нагрузкой — пере­
менным сопротивлением. На­
рисуйте график зависимости
4 (4 ). Определите с помощью
графика, при каких значениях силы тока нагрузки 4 аккуму­
лятор будет заряжаться, а при каких — разряжаться.
3.1573. В конце зарядки аккумулятора сила тока Д = 3 А,
а разность потенциалов на клеммах [Д = 8, 85 В. В начале раз­
рядки того же аккумулятора сила тока Д = 4 А, а разность
потенциалов [Д = 8, 5 В. Определите силу тока короткого замы­
кания 1к.з этого аккумулятора.
3.1583. Найдите силу тока I через нагрузку ??, подключен­
ную к параллельно соединенным источникам тока с ЭДС £\ и
£2 и внутренними сопротивлениями г\ и г2 соответственно (см.
рисунок).
К задаче 3.158 К задаче 3.159 К задаче 3.160
3.1593. В схеме на рисунке внутренние сопротивления ис­
точников пренебрежимо малы. Определите силу тока Д через
резистор сопротивления 31?, силу тока Д через источник тока
зло КОНДЕНСАТОРЫ И НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ 133
с ЭДС 4£ и разность потенциалов Uab между точками А ж В
схемы.
3.1602. Найдите силу тока 1\ через сопротивление R\ участ­
ка цепи (см. рисунок), если R\ =
= 10 Ом, i?2 = 20 Ом, i?3 = 30 Ом
и потенциалы точек А 2 ж 3 равны
соответственно (pi = 10 В, 922 = 6 В,
4>ъ = 5 В.
ЗД613. В схеме, изображенной
на рисунке, определите сопротивле­
ние Rab цепи между точками Аж В. 

3.1622. Найдите напряжения U\ ж U2 на конденсаторах С\
ж С2 в схеме, представленной на рисунке, если известно, что при
замыкании резистора с сопротивлением R накоротко сила тока
через источник тока возрастает в п = 3 раза. ЭДС источника
тока равна £.
3.1632. Определите заряд q конденсатора С в схеме, пред­
ставленной на рисунке. Внутренним сопротивлением источника
тока пренебречь.
Ci С 2
К задаче 3.162 К задаче 3.163
3.1642. Найдите заряды q\ ж q2 на конденсаторах С\ ж С2
в схеме, показанной на рисунке. Внутренними сопротивлениями
источников тока пренебречь.
3.1652. Какой заряд q протечет через сопротивление R2 пос­
ле размыкания ключа К (см. рисунок), если R\ = R 2 = R 3 =
= R 4 = R = 20 Ом, £ = 100 В, г = 10 Ом, С = 10 мкФ.
3.1662. Какой заряд q пройдет через ключ К (см. рисунок),
если его замкнуть?
134 ЭЛ Е К ТРИ Ч Е С ТВ О И М АГНЕТИЗМ ГЛ. 3
3.1672. Определите заряд д, протекающий через ключ К
при его замыкании (см. рисунок). Внутренним сопротивлением
источника тока пренебречь.
К задаче ЗЛ64 К задаче 3.165
3.1683. Резистор с сопротивлением R и нелинейное сопро­
тивление, вольтамперная характеристика которого имеет вид
К задаче 3.166
U = ал/1, где а — постоянная, соединены последовательно и
подключены к источнику напряжения U®. Найдите силу тока I
в цепи. Внутренним сопротивлением источ­
ника пренебречь.
3.1693. Схема (см. рисунок) состоит
из двух одинаковых резисторов с сопро­
тивлениями R и двух одинаковых нелиней­
ных элементов, вольтамперная характери­
стика которых имеет вид U = a l2, где а —
некоторая известная постоянная. При ка­
кой ЭДС £ источника ток через гальвано­
метр равен нулю? Сопротивлением источни­
ка пренебречь.
= - к ° Н
К задаче 3.169
3.11 РАБОТА И М О Щ Н О С Т Ь Т О К А 135
3.1703. Па рисунке приведена зависимость силы тока через
автомобильную лампочку от напряжения на ней. Лампочку и
резистор с сопротивлением R = 2 Ом подключают к источнику
тока с ЭДО £ = 15 В и внутренним сопротивлением г = 3 Ом.
Какими будут напряжение U на лампочке и сила тока I через
нее, если лампочка и резистор соединены: а) последовательно;
б) параллельно?
К задаче 3.170 К задаче 3.171
3.1713. Па рисунке приведен график зависимости напряже­
ния на разрядном промежутке дугового разряда от силы тока.
Дугу подключают к источнику постоянного напряжения после­
довательно с резистором. При каком максимальном сопротив­
лении R резистора дуга может гореть при ЭДС источника £ =
= 85 В? Внутренним сопротивлением источника пренебречь.
3.1723. Нелинейный двухполюсный элемент имеет квадра­
тичную вольтамперную характеристику: ток через этот элемент
пропорционален квадрату приложенного к нему напряжения.
Два таких двухполюсника соединены параллельно. Последова­
тельно с ними включен еще один такой же элемент. На получен­
ную цепь подано напряжение U. Определите напряжение Щ на
каждом из элементов.

3.1732. Источник тока с ЭДС £ и внутренним сопротивлени­
ем г замкнут на реостат. Как зависит от силы тока I в цепи мощ­
ность Рист , выделяемая источником; мощность Рвн, выделяемая
во внешней цепи, и коэффициент полезного действия 77 источни­
ка тока? Постройте графики зависимостей Рист(/), Рвн(7),
При какой силе тока I = I® мощность, выделяемая во внешней
цепи, будет наибольшей? Чему равна эта наибольшая мощность
Р
3.1742. Источник тока с ЭДС £ и внутренним сопротив­
лением г замкнут на реостат. Как зависит от сопротивления R
реостата мощность Рвн, выделяемая во внешней цепи; мощность
Рист, выделяемая источником тока; мощность РвнуТр, выделяю­
щаяся внутри источника, и коэффициент полезного действия 77
источника? Постройте графики зависимостей PBH(i?), Рист(^),
Дзнутр(R) и Tj(R). При каком сопротивлении R = R® реостата во
внешней цепи выделяется максимальная мощность? Чему равен
при этом КПД rj(Ro) = 770 ?
3.1752. Плитка при номинальном напряжении U® = 220 В
имеет мощность Р$ = 800 Вт. При включении плитки в сеть
напряжение на розетке изменяется с U\ = 200 В до U2 = 180 В.
Определите сопротивление Rnp подводящих проводов.
3.1762. Разность потенциалов в сети зарядной станции U =
= 20 В. Внутреннее сопротивление аккумулятора, поставленно­
го на зарядку, г = 0,8 Ом. В начальный момент времени его
остаточная ЭДО £ = 12 В. Какая мощность Р\ расходуется
станцией на зарядку аккумулятора при этих условиях? Какая
мощность Р2 при этом тратится на нагревание аккумулятора?
3.1772. Имеются два резистора с сопротивлениями R\ =
= 2 Ом и i?2 = 4, 5 Ом. Их подключают к источнику тока снача­
ла параллельно, а затем последовательно. При каком значении
внутреннего сопротивления г источника тока в обоих случаях
во внешней цепи выделяется одинаковая мощность?
3.1782. При поочередном подключении к источнику тока
двух электрических нагревателей с сопротивлениями R\ = 3 Ом
и i?2 = 48 Ом в них выделяется одинаковая мощность Р =
= 1,2 кВт. Определите силу тока / к.3 при коротком замыкании
источника.
3.1792. При подключении к источнику тока с ЭДС £ =
= 15 В и сопротивлением R = 15 Ом КПД источника rj = 75%.
3.11 РАБОТА И М О Щ Н О С Т Ь Т О К А 137
Какую максимальную мощность Ршакс во внешней цепи может
выделять данный источник?
3.1803. Когда во внешней цепи выделяется мощность Pi =
= 18 Вт, КПД источника тока гц = 64 % . При изменении внеш­
него сопротивления КПД источника щ = 36 %. Какая мощность
Рвнут выделяется при этом внутри источника тока?
3.1813. Три одинаковых
элемента с ЭДС £ и резисто­
ры с сопротивлением R каждый
включены в цепь, изображенную
на рисунке. Найдите мощность
Р, выделяющуюся на всех со­
противлениях схемы. Внутрен­
ними сопротивлениями элемен­
тов пренебречь.
3.1823. Напряжение в сети
без нагрузки U = 120 В. При К задаче 3.181
включении в сеть плитки номи­
нальной мощности Рном = 300 Вт фактически выделяющаяся
мощность равна Р = 250 Вт. Какая мощность будет выделяться
в двух таких плитках, одновременно включенных параллельно
в эту сеть? Плитки рассчитаны на напряжение UUOM = 120 В.
Изменения сопротивления плиток при их нагревании не учиты­
вать.
3.1832. Нагреватель самовара состоит из двух элементов.
При подключении к сети первого элемента вода в самоваре за­
кипает через t\ = 15 мин, при подключении только второго эле­
мента — через ^2 = 20 мин. Через какое время вода в самоваре
закипит, если элементы подключить к сети: а) последовательно;
б) параллельно.
3.1842. Электроплитка имеет три секции с одинаковыми
сопротивлениями. При параллельном их соединении вода в чай­
нике закипает через t = 6 мин. Через какое время закипит вода
той же массы и той же начальной температуры при соединении
секций, показанном на рисунке.
R
1 г
R
А
1 1 J 1
А
1______ I
А
I
I
а
с> --------------- 1 I 1 О
К задаче 3.184
3.1852. Конденсатор емкости Сд, имеющий заряд щ, соеди­
няют противоположно заряженными обкладками через резистор
138 ЭЛ Е К ТРИ Ч Е С ТВ О И М АГНЕТИЗМ ГЛ. 3
с конденсатором емкости (?2, имеющим заряд Какое количе­
ство теплоты Q выделяется на резисторе?
3.1863. Какое количество теплоты Q выделится на резисто­
ре сопротивления R после замыкания ключа К (см. рисунок)?
Внутренним сопротивлением источника пренебречь.
3.1873. Конденсатор емкости (7, заряженный до напряже­
ния £, подключается через резистор с большим сопротивлением
к батарее с ЭДС 5£ (см. рисунок). Определите количество теп­
лоты Q, которое выделяется в цепи при зарядке конденсатора
до напряжения 5£.
К задаче 3.186 К задаче 3.187 К задаче 3.188
3.1883. Между обкладками плоского конденсатора распо­
ложена диэлектрическая пластинка (е = 3), заполняющая весь
объем конденсатора. Конденсатор через резистор подключен к
батарее с ЭДС £ = 100 В (см. рисунок). Пластину быстро уда­
ляют так, что заряд на конденсаторе не успевает измениться.
Какая энергия Q выделится после этого в цепи в виде теплоты?
Емкость незаполненного конденсатора (Т о = 100 мкФ.
3.1893. Определить сопротивление R подводящих проводов
от источника U = 120 В, если при коротком замыкании предо­
хранители из свинцовой проволоки площадью сечения 5 = 1 мм2
и длины L — 2 см плавятся за время т = 0, 03 с. Начальная тем­
пература предохранителя Т = 300 К, температура плавления
свинца Тпл = 600 К, плотность свинца D = 11, 3 х 103 кг/м3,
удельное сопротивление свинца р = 2 ,1 • 10“7 Омм, удельная
теплоемкость свинца с = 0,13 кДж/(кг-К), удельная теплота
плавления Л = 25 кДж/ кг.
3.1903. Под каким напряжением U нужно передавать элек­
троэнергию на расстояние L = 5 км, чтобы при плотности тока
j = 0,25 Д/мм2 в медных проводах двухпроводной линии элек­
тропередачи потери в линии составляли г) = 1 % от передаваемой
мощности? Удельное сопротивление меди р = 1,7* 10”8 Ом-м.
3.12 ЭЛ ЕКТРИ ЧЕСКИ Й Т О К В РАЗЛИЧНЫ Х С РЕД А Х 139
3.1913. От источника тока необходимо передать потребите™
лю мощность jPq = 4 кВт. Сопротивление подводящих проводов
R = 0,4 Ом. Какое напряжение U должно быть на зажимах ис­
точника, чтобы потери мощности в проводах составляли 77 = 4 %
от потребляемой мощности?
3.1923. Трамвай массы т = 22,5 т идет сначала по го­
ризонтальному участку, а затем в гору с уклоном к = 0, 03. В
первом случае ток в двигателе 1\ = 60 А, а во втором /2 = 118 А.
Найдите скорости v\ и г?2 трамвая, если коэффициент трения в
обоих случаях /г = 0,01, напряжение в линии U = 500 В, КПД
двигателя и передачи 77 = 75 % .

3.1934. Катушка радиуса г = 25 см, содержащая L = 500 м
тонкого медного провода, вращается с угловой скоростью ш =
= 300 рад/с вокруг своей оси. Через скользящие контакты ка­
тушка подключена к баллистическому гальванометру. Общее со­
противление всей цепи R = 21 Ом. Найдите удельный заряд
е/те носителей тока в меди, если при резком затормаживании
катушки через гальванометр проходит заряд q = 10 нКл.
3.1943. Оплошной металлический цилиндр радиуса R вра­
щается с постоянной угловой скоростью ш. Найдите зависимость
напряженности поля Е от расстояния г от оси цилиндра и раз­
ность потенциалов U между поверхностью цилиндра и его осью.
3.1953. Определите среднюю скорость v упорядоченного
движения электронов в медном проводе при плотности постоян­
ного тока j = 6 А/мм2, если считать, что на каждый атом меди
приходится один свободный электрон. Какое количество тепло­
ты q выделится при этом в единице объема провода в единицу
времени? Молярная масса меди Ц = 63,5 • 10” 3 кг/моль, плот­
ность меди D = 8, 9 • 103 кг/м3, удельное сопротивление меди
р = 1, 7 • 10” 8 Ом-м.
3.1962. Найдите суммарный импульс электронов в прямом
проводе длины L = 1000 м, по которому течет ток I — 70 А.
3.1972. По прямому медному проводу длины L = 1000 м и
сечения 5 = 1 мм2 течет ток I = 4, 5 А. Считая, что на каждый
атом меди приходится один свободный электрон, найдите время
t, за которое электрон переместится от одного конца провода до
другого, а также сумму сил Кэл, действующих на все свободные
электроны в данном проводе со стороны электрического поля.
Плотность меди D = 8,9 • 103 кг/м3, удельное сопротивление
р — 1, 68 • 1СГ8 Ом-м.
3.1982. Какую длину L имеет вольфрамовая нить накала
лампочки, рассчитанной на напряжение U = 220 В и мощность
Р = 200 Вт? Температура накаленной нити Т = 2700 К, диаметр
3.12 ЭЛ ЕКТРИ ЧЕСКИ Й Т О К В РАЗЛИЧНЫ Х С РЕД А Х 141
нити d = 0,03 мм. Удельное сопротивление вольфрама ро =
= 5,5 • 10” 8 Омм при температуре То = 293 К. Считайте, что
удельное сопротивление вольфрама прямо пропорционально аб­
солютной температуре.
3.1991. В каком процессе через раствор проходит больший
электрический заряд q: при выделении щ = 1 моль никеля из
раствора NiS04 или при выделении ^2 = 1 моль железа из рас­
твора FeCb?
3.2001. При пропускании через электролит тока силы I =
= 1,5Аза£ = 5 мин на катоде выделилось т = 137 мг некото­
рого металла. Что это за металл?
3.2012. При электролизе раствора азотнокислого серебра в
течение t — 1 час выделилось т = 9, 4 г серебра. Определите
ЭДС поляризации Е, если напряжение на зажимах ванны U =
= 4, 2 В, а сопротивление раствора R = 1, 5 Ом.
3.2022. Для серебрения N = 12 ложек, каждая из кото­
рых имеет поверхность площади S = 50 см2, через раствор соли
серебра пропускают ток силой I = 1,8 А. О какой средней ско­
ростью v увеличивается толщина серебряного покрытия ложки?
Плотность серебра = 10, 5 • 103 кг/м3.
3.2033. Какая масса т меди выделилась в течение времени
t = 10 с на катоде при электролизе CuS04, если в течение пер­
вых t/2 = 5,0 с значение тока равномерно возрастало от 0 до
1\ = 3,0 А, а в течение последующих t j 2 = 5,0 с равномерно
уменьшалось до значения L2 = 1, 0 А?
3.2042. При электролизе раствора серной кислоты H2SO4
расходуется мощность N = 37 Вт. Найдите сопротивление R
электролита, если за время т = 50 мин выделяется масса водо­
рода т — 0, 3 г.
3.2052. Какую массу т расплавленной окиси алюминия
AI2O3 разлагает ток силы I = 3, 0 А в течение времени t — 1,0 ч?
3.2062. Определите массу М кислорода, выделившегося при
прохождении заряда q = 16 К л через водный раствор серной
кислоты. Масса одного атома кислорода т о = 2, 6 • 10”26 кг.
3.2073. Под каким напряжением U следует проводить элек­
тролиз воды на установке с КПД 77 = 80 % , чтобы при затратах
электроэнергии не свыше W = 965 кДж выделившийся кисло­
род смог заполнить объем V = 1 л под давлением р = 200 кПа
при температуре Т = 300 К?
3.2082. При электролизе воды через нее пропускают ток
силы I = 59 А. Какой объем V гремучего газа (при нормальных
условиях) получился за время t = 1 мин?
142 ЭЛ Е К ТРИ Ч Е С ТВ О И М АГНЕТИЗМ ГЛ. 3
3.2093. Потенциал ионизации атомов неона ср = 21, 5 В. Ка­
кой наименьшей скоростью v должен обладать электрон, чтобы
он мог ионизовать неподвижный атом неона? При какой абсо­
лютной температуре Т средняя кинетическая энергия движения
атомов неона станет равной энергии, необходимой для иониза­
ции этих атомов?
3.2103. При каком напряжении U зажи­
гается неоновая лампа, если энергия иониза­
ции атома неона W = 21,5 эВ, а средняя
длина свободного пробега электронов в газе
А = 1,0 мм? Расстояние между электродами
лампы d = 1,0 см.
3.2113. Напряжение между анодом и ка­
тодом вакуумного диода равно С/, сила анод­
ного тока равна I. Найдите среднее давление
рср электронов на анод площади S.
3.2123. Определите ток I, текущий через
идеальный диод D в цепи, изображенной на
рисунке, считая сопротивление R = 1,0 кОм.

3.2132. По двум длинным прямолинейным проводникам, на™
ходящимся на расстоянии г = 5 см друг от друга в воздухе,
текут токи силы I = 10 А каждый. Определите магнитную ин­
дукцию В поля, создаваемого токами в точке А, находящейся
посередине между проводниками, для случаев: а) проводники
параллельны, токи текут в одном направлении; б) проводни­
ки параллельны, токи текут в противоположных направлениях;
в) проводники скрещиваются таким образом, что токи текут во
взаимно перпендикулярных направлениях, а точка А находится
на общем перпендикуляре к проводникам.
3.2142. Постоянный ток I, текущий по тонкому длинному
прямому проводу, создает в вакууме магнитное поле, индукция
которого равна В о на расстоя­
нии а от оси провода. На этом
же расстоянии а от первого
провода располагают второй,
параллельный первому, по ко­
торому протекает ток силы 21.
Направления токов противо­
положны. Определите индук­
цию В магнитного поля в точ­
ках 1, 2 и 5, принадлежащих плоскости, перпендикулярной про­
водникам (см. рисунок).
3.2152. Два параллельных бесконечно длинных провода, по
которым текут токи силы I = 60 А в одном направлении, рас­
положены на расстоянии d = 10 см друг от друга. Определите
магнитную индукцию В в точке, находящейся на расстоянии
г 1 = 5 см от одного и на расстоянии Г2 = 12 см от другого
проводника.
1 / л 2/ 2
•----------Q--------------- -Э-----------• а \ / а
\ /
а\ / а \ /
К задаче 3.214
144 ЭЛ Е К ТРИ Ч Е С ТВ О И М АГНЕТИЗМ ГЛ. 3
3.2162. По тонкому проводящему кольцу радиуса R = 10 см
течет ток силы I = 80 А. Определите магнитную индукцию В в
точке, равноудаленной от всех точек кольца на г = 20 см.
3.2172. По тонкому проводящему колы
цу радиуса R = 10 см течет ток. Определите
силу I этого тока, если индукция магнитно™
го поля в точке А, лежащей на перпендикуля­
ре к плоскости кольца, проходящем через его
центр, равна В = 1,0 мкТл, а угол /3 = 10°
(см. рисунок).
3.2182. Два одинаковых круговых витка
провода расположены во взаимно перпендику­
лярных плоскостях и имеют общий центр О.
Если по виткам течет одинаковой силы ток,
индукция магнитного поля в точке О рав­
на Во- Определите индукцию магнитного поля В в этой точке,
если ток прежней силы течет лишь по одному витку.
3.2192. По контуру, имеющему вид равностороннего тре­
угольника со стороной а = 30 см, течет ток силы I = 0,3 А.
Определите магнитную индукцию В в центре треугольника.
3.2202. По тонкому проводу, изогнутому в виде прямоуголь­
ника со сторонами а = 30 см и Ъ = 40 см, течет ток силы I =
= 60 А. Определите магнитную индукцию В в точке пересече­
ния диагоналей прямоугольника.
3.2212. По проводнику, изогнутому в виде квадрата со сто­
роной а = 10 см, течет ток силы I = 5 А. Определите магнитную
индукцию В поля в точке, находящейся на расстоянии а от всех
вершин квадрата.
3.2222. По тонкому проволочному кольцу течет ток. Не из­
меняя силы тока в проводнике, ему придали форму квадрата. Во
сколько раз изменилась индукция В магнитного поля в центре
контура?
3.2232. Планетарная модель атома предполагает, что элек­
трон в невозбужденном атоме водорода движется вокруг ядра
по окружности радиусом г = 0, 53 • 10“ 10 м. Рассматривая дви­
жение электрона по орбите как круговой ток, определите индук­
цию В магнитного поля в центре орбиты.
3.2242. Маленький шарик с зарядом q = 5, 0 • 10“ 7 Кл, под­
вешенный на невесомой нерастяжимой нити длины L — 1,0 м,
движется равномерно по окружности в горизонтальной плоско­
сти так, что нить все время образует с вертикалью угол а = 60°.
Определите магнитную индукцию В в центре окружности, рас­
сматривая движение шарика как круговой ток.

3.2251. Определите направление силы Ампера, действую™
щей на проводник с током в магнитном поле, для случаев, по™
казанных на рисунке.
К задаче 3.225
3.2261. Па рисунке указано направление силы Ампера, дей­
ствующей на проводник с током. Определите направление век­
тора индукции магнитного поля В, считая, что векторы I и В
взаимно перпендикулярны.
I
О
F
а
F
К задаче 3.226
3.2271. Проводник, изготовленный из материала плотности
р и имеющий площадь поперечного сечения 5, подвешен на двух
невесомых нерастяжимых нитях в однородном магнитном поле
индукции В. При какой силе тока I в проводнике нити не будут
испытывать натяжения, если вектор магнитной индукции поля
перпендикулярен плоскости подвеса проводника?
3.2282. На горизонтальных рельсах, расстояние между ко­
торыми L = 40 см, лежит стержень, составляющий с рельсами
угол а = 90°. Определите силу тока I, который надо пропустить
по стержню, чтобы он пришел в движение, считая, что рельсы
и стержень находятся в вертикальном однородном магнитном
поле индукции В = 50 мТл. Масса стержня т = 0,5 кг, коэф­
фициент трения стержня о рельсы /г = 0, 01.
3.2292. Стержень лежит перпендикулярно рельсам, рас­
стояние между которыми L = 50 см. Рельсы составляют угол
а = 30° с горизонтом. Какой должна быть индукция В магнит­
ного поля, перпендикулярного плоскости рельсов, чтобы стер­
жень начал двигаться, если по нему пропустить ток силы I =
3.14 СИЛА ЛОРЕНЦА. СИЛА АМ ПЕРА 147
= 40 А? Коэффициент трения стержня о рельсы /1 = 0, 6, масса
стержня т = 1,0 кг.
3.2302. Проводник длины L и массы т подвешен на тон™
ких проволочках. При пропускании через него тока силы I он
сместился в однородном вертикальном магнитном поле так, что
проволочки образовали угол а с вертикалью. Определите ин­
дукцию В магнитного поля.
3.2312. Проводник длины L = 30 см с током силы I =
= 20 А находится в однородном магнитном поле с индукцией
В = 0,40 Тл. Вектор магнитной индукции составляет с провод­
ником угол а = 30°. Определите работу А, которая была совер­
шена внешней силой при перемещении проводника на расстоя­
ние х = 25 см в направлении, перпендикулярном магнитному
полю.
3.2323. По жесткому проволочному кольцу диаметра d =
= 10 см и сечения S = 5,0 мм2 течет ток силы I = 5,0 А.
Плоскость кольца перпендикулярна магнитному полю, индук­
ция которого В = 1 Тл. Определите механическое напряжение
сг, возникающее в проволоке.
3.2333. Проводник массы т = 0, 20 кг и длины L = 0, 60 м
лежит на горизонтальных рельсах, расположенных в горизон­
тальном магнитном поле с индукцией В = 0,10 Тл, причем рель­
сы параллельны направлению вектора В. Для того чтобы сдви­
нуть проводник в направлении, противоположном направлению
вектора В, необходимо приложить силу F\ = 0,50 Н при усло­
вии, что по проводнику течет ток силы I = 20 А. Какую силу
F*2 нужно приложить к проводнику, чтобы привести его в дви­
жение, если направление тока изменится? Сила тока остается
неизменной.
3.2342. Квадратная проволочная рамка расположена в од­
ной плоскости с длинным прямым проводом так, что две ее сто­
роны параллельны проводу. По рамке и проводу текут одинако­
вые токи силы I = 1,0 кА. Определите силу К, действующую
на рамку, если ближайшая к проводу сторона рамки находится
от него на расстоянии, равном ее длине.
3.2353. По двум одинаковым плоским квадратным конту­
рам со стороной а = 20 см текут токи силы I = 10 А. Определите
силу F взаимодействия контуров, если плоскости контуров па­
раллельны, а расстояние между соответствующими сторонами
контуров составляет d = 2,0 мм.
3.2362. Квадратная рамка с током I = 0, 90 А расположена
в одной плоскости с длинным прямым проводником, по кото­
рому течет ток силы 1$ = 5,0 А. Проходящая через середины
противоположных сторон ось рамки параллельна проводнику и
находится от него на расстоянии, в rj = 1,5 раза превышаю­
148 ЭЛ Е К ТРИ Ч Е С ТВ О И М АГНЕТИЗМ ГЛ. 3
щем длину стороны рамки. Определите силу jF, действующую
на рамку, если сторона рамки а = 8, 0 см.
3.2373. Жесткое тонкое проводящее кольцо массы М =
= 2,0 г и радиуса R = 4,0 см лежит на горизонтальной не­
проводящей поверхности и находится в однородном магнитном
поле, линии индукции которого также горизонтальны. Магнит™
ная индукция поля В = 0, 50 Тл. Какой ток I нужно пропустить
по кольцу, чтобы оно начало подниматься?
3.2383. Проводящий стержень подвешен горизонтально на
двух легких проводах в магнитном поле, индукция которого на™
правлена вертикально вниз и по модулю равна В = 1,0 Тл.
Длина стержня L — 0, 20 м, масса т = 10 г, длина проводов
L\ = 0,10 м. Провода сверху замыкают заряженным до напря™
жения U = 100 В конденсатором емкости С = 100 мкФ. Опреде™
лите максимальный угол <чмакс отклонения стержня от положе­
ния равновесия после разрядки конденсатора, считая, что раз™
ряд происходит за очень короткое время.

3.2391. Протон, пройдя ускоряющую разность потенциалов
U — 2, 0 • 104 В, влетает в однородное магнитное поле с индукци­
ей В = 0,10 Тл перпендикулярно линиям магнитной индукции.
Определите радиус кривизны траектории Д, угловую скорость
ш вращения (циклотронную частоту), нормальное ап и танген­
циальное аТ ускорения протона в магнитном поле.
3.2401. Два электрона с кинетическими энергиями К\ и
движутся в однородном магнитном поле, силовые линии которо­
го перпендикулярны к векторам их скоростей. Определите отно­
шения периодов Т1/Т2 их движения по круговым траекториям
и радиусов кривизны R1/R2 этих траекторий.
3.2411. Два иона, имеющие одинаковые заряды и одина­
ковые кинетические энергии, но различные массы, движутся в
3.15 СИЛА ЛОРЕНЦА 149
однородном магнитном поле по окружностям радиусов R\ =
= 3, 0 см и i?2 = 1,5 см. Определите отношение масс m i/m2
этих ионов.
3.2421. Протон и ск-частица влетают в однородное магнит™
ное поле перпендикулярно линиям индукции. Определите отно­
шение радиусов Rp/Ra окружностей, по которым движутся эти
частицы, а также отношение их угловых скоростей ийр/иоа, если
протон и а-частица имеют одинаковые: а) скорости; б) кинети­
ческие энергии.
3.243-О В однородное магнитное поле индукции В под уг­
лом а к силовым линиям влетает частица массы т и заряда д,
имеющая скорость v. Определите радиус R и шаг L спирали, по
которой движется частица.
3.2442. Электрон влетает в однородное магнитное поле. В
точке А он имеет скорость v, которая составляет угол а с на­
правлением силовых линий магнитного
поля. Какова должна быть индукция В
поля, чтобы электрон оказался в точке
С (см. рисунок)? Расстояние L между
точками Аж С известно.
3.2451. Электрон движется в од­
нородном магнитном поле по винтовой
линии радиуса R = 40 мм и шагом L =
= 200 мм. Индукция магнитного поля
В = 5, 0 • 10^3 Тл. Определите скорость
v электрона.
К задаче 3.244
3.2461. Протон влетает в однородное магнитное поле с ин­
дукцией В = 0, 40 Тл под углом а = 30° к направлению сило­
вых линий и движется по винтовой линии радиуса R = 0, 50 см.
Определите кинетическую энергию К протона.
3.2472. Электрон влетает в слой однородного магнитного
поля толщины L. Скорость электрона равна v и перпендику­
лярна как к силовым линиям магнитного поля, так и к парал­
лельным плоскостям, ограничивающим поле. Под каким углом
а электрон вылетит из магнитного поля? Магнитная индукция
поля равна В. Силовые линии поля параллельны границам поля.
3.2482. В слой однородного магнитного поля толщины h =
= 0,10 м по нормали к параллельным плоскостям, ограничиваю­
щим поле, и к силовым линиям поля влетает а-частица. Опре­
делите скорость v частицы, если после прохождения поля она
отклонилась на угол ср = 30° от первоначального направления
движения. Индукция поля В = 0,10 Тл. Силовые линии поля
параллельны границам поля.
150 ЭЛ Е К ТРИ Ч Е С ТВ О И М АГНЕТИЗМ ГЛ. 3
3.2492. Протон влетает в область магнитного поля под уг­
лом а = 60° к плоскости, ограничивающей полупространство,
занятое полем, и по нормали к силовым линиям поля. Время
движения протона в области поля т = 0, 5-10-5 с. Какова индук­
ция В этого поля? Силовые линии поля параллельны границам
поля.
3.2502. Электрон движется по окружности радиуса R =
= 10 см в однородном магнитном поле с индукцией В = 1,0 Тл.
Параллельно магнитному полю в некоторый момент времени
включается однородное электрическое поле напряженности Е =
= 100 В/м. За какой промежуток времени т кинетическая энер­
гия электрона увеличится в два раза?
3.2512. Отрицательно заряженная частица влетает в об­
ласть однородного магнитного поля с индукцией В = 1,0 мТл,
где движется по дуге окружности радиуса R = 0, 20 м. Затем ча­
стица попадает в однородное электрическое поле, где пролетает
вдоль направления силовой линии участок с разностью потен­
циалов U = 1,0 кВ. При этом скорость частицы изменяется в
п = 3 раза. Определите конечную скорость v частицы.
3.2522. Однородные магнитное и электрическое поля на­
правлены взаимно перпендикулярно. Напряженность электри­
ческого поля Е = 0,50 кВ/м, индукция магнитного поля В =
= 1,0 мТл. Определите, с какой скоростью v и в каком направ­
лении должен лететь электрон, чтобы двигаться прямолинейно.
3.2532. Заряженная частица массы т и с зарядом д, пройдя
разность потенциалов По, влетает в плоский конденсатор, заря­
женный до разности потенциалов П, параллельно его пласти­
нам. Расстояние между пластинами конденсатора d. Конденса­
тор находится в однородном магнитном поле. Какова должна
быть индукция В магнитного поля, чтобы скорость частицы во
время ее движения в конденсаторе не изменилась?
3.2543. В однородном магнитном поле с индукцией В с по­
стоянной скоростью г, составляющей угол а с вектором магнит­
ной индукции, движется металлический шарик радиуса г. Ука­
жите точки шарика, разность потенциалов А ср между которыми
максимальна, и определите величину Д(рмакс этой разности по­
тенциалов.
3.2553. В однородном магнитном поле, вектор магнитной
индукции которого направлен вверх, движется по окружности
подвешенный на нерастяжимой нити длины L заряженный ша­
рик массы т и с зарядом д. Определите радиус г окружности,
по которой движется шарик, если нить все время натянута, пе­
риод обращения шарика равен Г, а индукция магнитного поля
равна В.

3.2562. В замкнутую накоротко катушку один раз быстро, а
другой раз медленно вдвигают постоянный магнит. Одинаковый
ли заряд переносится при этом индукционным током? Ответ
обосновать.
3.2572. Постоянный магнит, имеющий форму полосы, рав­
номерно проходит сквозь замкнутую накоротко катушку. Изоб­
разите примерный график зависимости индукционного тока,
возникающего в катушке, от положения магнита. Рассмотрите
152 ЭЛ Е К ТРИ Ч Е С ТВ О И М АГНЕТИЗМ ГЛ. 3
случай, когда длина полосового магнита а меньше длины ка­
тушки L.
3.2581. Скорость летящего горизонтально самолета v =
= 900 км/ч. Определите разность потенциалов С/, возникающую
между концами крыльев этого самолета, если вертикальная со­
ставляющая индукции магнитного поля Земли равна В — 0, 5 х
х 10^4 Тл, а размах крыльев самолета L = 12, 5 м.
3.25Э2. Проводник длины L = 20 см перемещают в одно­
родном магнитном поле с индукцией В — 0,10 Тл так, что его
ось составляет угол а — 30° с направлением поля. Как нуж­
но двигать проводник, чтобы разность потенциалов между его
концами возрастала равномерно на A U =
= 1, 0 В за At = 1 с?
3.2602. В магнитном поле, индукция
которого равна В, с постоянной частотой v
вращается стержень длины L. Ось враще­
ния проходит через конец стержня и парал­
лельна линиям индукции магнитного поля
(см. рисунок). Определите разность потен-
К задаче 3.260 циалов Аср, возникающую между концами
стержня.
1—1—
L
3.2611. В однородном магнитном поле с индукцией В с по­
стоянной частотой v вращается рамка площади S. Ось вращения
лежит в плоскости рамки и перпендикулярна к линиям индук­
ции (см. рисунок). Определите максималь­
ную ЭДО индукции £макс, возникающую в
рамке.
3.2621. Катушка диаметра с?, состоя­
щая из N витков, находится в магнитном
поле, вектор индукции которого паралле­
лен оси катушки. Определите среднее зна­
чение ЭДО индукции £ср, возникающей в
катушке за промежуток времени At, в те­
чение которого магнитная индукция уве­
личивается от В1 до _Е?2 •
3.2632. В однородном магнитном поле с индукцией В =
= 0ДО Тл расположен плоский проволочный виток так, что его
плоскость перпендикулярна линиям индукции. Виток замкнут
на гальванометр. При повороте витка через гальванометр про­
текает заряд q — 9,5 • 10-3 Кл. Па какой угол а будет при этом
повернут виток? Площадь витка S = 1000 см2, сопротивление
витка R = 2,0 Ом.
3.2642. В однородном магнитном поле с индукцией В —
i
I
I
I
I
i
____ i____
К
i
задаче 3.261
= 0,10 Тл находится виток площади S = 10 см2, расположенный
3.16 ЗАКОН ЭЛ ЕК ТРО М АГН И ТН О Й ИНДУКЦИИ 153
перпендикулярно линиям индукции. Сопротивление витка R =
= 2,0 Ом. Какой заряд q пройдет по витку при выключении
поля?
0 В
3.2652. Тонкий изолированный медный провод согнут в ви­
де квадрата. Концы провода замкнуты. Квадрат помещен в од­
нородное магнитное поле с индукцией В = 0,10 Тл так, что
его плоскость перпендикулярна линиям индукции поля. Опре­
делите заряд Q, который протечет по проводнику, если провод­
ник превратить (потянув за расположенные на одной диагонали
вершины квадрата) в сложенный вдвое прямолинейный отрезок.
Масса провода т = 1, 0 г, плотность меди D = 8, 9 • 103 кг/м3, а
ее удельное сопротивление р = 1, 68 • 10-8 Ом-м.
3.2663. В однородном магнитном поле с ин­
дукцией В = 1,0 • 10-2 Тл расположены верти­
кально на расстоянии L = 50 см друг от дру­
га два металлических прута, замкнутых сверху
проводником. Плоскость, в которой расположе­
ны прутья, перпендикулярна к направлению ин­
дукции магнитного поля. По прутьям без трения
и нарушения контакта скользит вниз с постоян­
ной скоростью v — 1,0 м/с перемычка ab мас­
сы га = 1,0 г (см. рисунок). Определите сопро­
тивление R перемычки aft, считая сопротивление
прочих элементов конструкции пренебрежимо малым.
3.2673. По двум металлическим параллельным рейкам, рас­
положенным в горизонтальной плоскости и замкнутым конден­
сатором емкости (7, может без тре­
ния двигаться проводник массы т и
длины L. Система находится в од­
нородном магнитном поле, вектор
магнитной индукции которого на­
правлен вертикально вверх (см. ри­
сунок). К середине проводника пер­
пендикулярно ему и параллельно
рейкам приложена сила F. Опреде­
лите ускорение а проводника, если сопротивление всех элемен­
тов системы равно нулю. В какие виды энергии переходит работа
А силы F? Индукция магнитного поля равна В. В начальный
момент скорость проводника равна нулю.
К задаче 3.266
с л
h О L
в
К задаче 3.267
3.2683. Горизонтальная плоскость прямоугольной проволоч­
ной рамки abed (см. рисунок) перпендикулярна к силовым ли­
ниям однородного магнитного поля с индукцией В = 1,0 мТл.
Сторона рамки Ьс, имеющая длину L = 1, 0 см, может скользить
без нарушения контакта с постоянной скоростью v = 10 см/с по
сторонам am и dn. Между точками а и d включена лампочка со-
154 ЭЛ Е К ТРИ Ч Е С ТВ О И М АГНЕТИЗМ ГЛ. 3
противлением R = 5,0 Ом. Какую силу F нужно приложить к
стороне Ьс для осуществления такого движения? Сопротивление
всех элементов системы, кроме
лампочки, считать пренебрежимо
малым. Трение отсутствует.
3.2694. По горизонтальным
параллельным рельсам, расстоя­
ние между которыми равно с?, мо­
жет скользить без трения пере­
мычка массы га. Рельсы соедине­
ны резистором сопротивления R
и помещены в однородное магнит­
ное поле, вектор магнитной индук­
ции которого направлен вертикально (см. рисунок). Перемычке
толчком сообщают скорость v®. Определите путь s, пройденный
перемычкой до остановки. Индукция магнитного поля равна В.
Сопротивление всех элементов системы, кроме резистора, счи­
тайте пренебрежимо малым. Как изменится ответ, если вектор
В будет направлен вертикально вниз?
<) о L
V _
в
К задаче 3.268
В
f © ' L
В
К задаче 3.270
3.2703. Две параллельные шины, подключенные к аккуму­
лятору с ЭДС £® и внутренним сопротивлением г, находятся в
однородном магнитном поле с индукцией В. Шины замкнуты
проводником длины L и сопротивления i?, который перемеща­
ется по шинам со скоростью v перпендикулярно полю (см. рису­
нок). Пренебрегая сопротивлением шин и трением, определите
напряжение U на зажимах источника, мощность Ртепл тепловых
потерь в проводнике, а также механическую мощность Рмех, под­
водимую к проводнику.
3.2714. В магнитном поле с большой высоты падает коль­
цо, имеющее диаметр D и сопротивление R. Плоскость кольца
сохраняет горизонтальное положение. Определите установившу­
юся скорость v падения кольца, если проекция вектора магнит­
ной индукции на направленную вертикально вверх ось Oz из­
меняется с высотой z по закону Bz = В®(1 + az). Масса кольца
равна т.
3.17 И Н Д УК ТИ ВН О СТЬ. ЭДС САМ ОИНДУКЦИ И 155
3.2723. Па горизонтальных проводящих стержнях лежит
металлическая перемычка массы га. Коэффициент трения меж™
ду стержнями и перемычкой равен
/х. Стержни замкнуты на резистор
сопротивлением R. Система нахо­
дится в магнитном поле, индукция
которого направлена вертикально
вверх, а ее модуль зависит от вре­
мени по закону В — At. Определи­
те, в какой момент времени to пере­
мычка начнет двигаться по стерж­
ням. Расстояние между стержнями
L, расстояние между перемычкой
и резистором h (см. рисунок). Сопротивление всех элементов
системы, кроме резистора, считайте пренебрежимо малым. 

Ответы к задачам по физике Белолипецкий from zoner

Категория: Физика | Добавил: Админ (08.05.2016)
Просмотров: | Теги: Белолипецкий | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar