Тема №6334 Ответы к задачам по физике Кочкин (Часть 4)
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Ответы к задачам по физике Кочкин (Часть 4) из предмета Физика и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Ответы к задачам по физике Кочкин (Часть 4), 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.

31. Работа и мощность тока. Закон Джоуля – Ленца
31.1 На рисунке приведены графики зависимости мощно-
сти от силы тока для двух резисторов. У какого из них со-
противление больше? Ответ обосновать.(у первого)
31.2 Определите сопротивление и силу номинального тока
бытовой стоваттной лампочки.(484 Ом; 0,45 А)
31.3 Лампочка и реостат, соединенные последовательно,
присоединены к источнику тока. Напряжение U на зажи-
мах лампочки равно 40 В, сопротивление R реостата равно 10 Ом. Внешняя цепь потребляет мощность P = 120 Вт. Найдите силу тока I в
цепи.(2 А)
31.4 К источнику тока с ε = 100 В и r = 3 Ом присоединено переменное внешнее
сопротивление R. Постройте график зависимости мощности, выделяющейся на R
от величины R (в пределах R от 0 до 6 Ом через 1 Ом).
31.5 Два проводника сопротивлением 4 Ом и 7 Ом соединены параллельно. В
первом проводнике выделилось 560 Дж теплоты. Сколько теплоты выделится за
это время во втором проводнике? (320 Дж)
31.6 Аккумулятор с внутренним сопротивлением r = 0,08 Ом при токе I1 = 4 А от-
дает во внешнюю цепь мощность P1 = 8 Вт. Какую мощность P2 отдаст он во
внешнюю цепь при токе I2 = 6 А?(11 Вт)
31.7 При силе тока I1 = 3 А во внешней цепи батареи аккумуляторов выделяется
мощность P1 = 18 Вт, при силе тока I2 = 1 А - соответственно P2 = 10 Вт. Опреде-
лите ЭДС. и внутреннее сопротивление батареи. Для каждого режима работы ба-
тареи найдите ее к.п.д.(12 В; 2 Ом; 50%; 83%)
31.8 В цепи, изображенной на рисунке, тепловая мощность вы-
деляемая во внешней цепи, одинакова при замкнутом и разомк-
нутом ключе. Определите внутреннее сопротивление батареи,
если R1 = 4 Ом, R2 = 5 Ом.(r = 6 Ом)
31.9 При подключении к батарее резистора на нѐм выделяется
мощность P1 = 12 Вт. При этом КПД системы, состоящей из резистора и батареи,
оказался равным  = 0,5. Найти КПД системы при подключении к
батарее другого резистора, на котором выделяется мощность P2 = 9
Вт.(0,25 или 0,75)
31.10 Найдите мощность, выделяющуюся в проводниках, если R1 =
20 Ом, R2 = 5 Ом, R3 = 10 Ом, ε = 120 В и r = 1 Ом. Вычислите КПД
источника тока.(Р1 = 51,2 Вт; Р2 = 205 Вт; Р3 = 640 Вт; η = 0,93)
31.11 В схеме приведенной на рисунке четыре резистора имеют равные сопротив-
ления. Если к выводам а и b приложить некоторое напряжение, то
резистор R1 потребляет мощность 18 Вт. Найти мощности потреб-
ляемые остальными резисторами.(Р2=Р3=2 Вт; Р4=8 Вт)
31.12 Ток от источника к потребителю подводится по медным про-
водам, общая длина которых L= 625 м, сечение S = 2,5 мм2
. Напря-
жение на источнике U0 = 120 В. Потребителем является печь мощностью 500 Вт.
Каково сопротивление печи? Учесть, что токовая нагрузка на медный провод не
должна превышать 8 А/мм2
.(20 Ом)
31.13 Электровоз, тянувший состав массой m = 1200 т, прошел за 7 суток рас-
стояние 7500 км и потребил при этом 8,4·105
кВт·ч. электроэнергии. Каково КПД
электровоза и сила тока в его двигателях, если напряжение контактной сети 3 кВ,
а сила тяги электровоза составляет 1/30 веса состава?(99%; 1667 А)
31.14 Тяговый электродвигатель подъемного крана работает от сети с напряжени-
ем 220 В при токе 10 А за 1 час 20 мин поднимает груз массой 26 т на высоту 30
м. Определите мощность тока и КПД установки.(2200 Вт; 74 %)
31.15 Троллейбус массой 11 т движется со скоростью 36 км/час. Найдите силу то-
ка в обмотке, если напряжение равно 550 В и КПД 80%. Коэффициент сопротив-
ления движению равен 0,02.(50 А)

31.16 Определите ЭДС аккумулятора, подзаряжаемого от сети с напряжением U =
12 В и внутренним сопротивлением равным нулю, если половина потребляемой
энергии выделяется в аккумуляторе в виде тепла.(6 В)
31.17 Для нагревания 4,5 л воды от 23 0С до кипения нагреватель потребляет 0,5
кВт·ч. электроэнергии. Чему равен КПД нагревателя?(81%)
31.18 Какой длины надо взять нихромовый проводник сечением 0,1 мм2
, чтобы
изготовить нагреватель способный за 3 мин. нагреть 200 г воды от 0 0С до 100 0С,
если КПД равен 90%, напряжение в сети 220 В?(23 м)
31.19 В медном проводнике длиной 2 м и площадью поперечного сечения 0,4 мм2
идет ток, при котором ежесекундно выделяется 0,35 Дж теплоты. Сколько элек-
тронов прошло за 1 с через поперечное сечение проводника?(1,31·1019)
31.20 За какое время в электрочайнике мощностью Р = 600 Вт можно вскипятить
1 л воды, взятой при t1 = 20 0С. КПД чайника 70%.(13,3 мин)
31.21 Сколько времени надо нагревать на электроплитке мощностью Р = 600 Вт
при КПД η = 75% массу 2 кг льда, взятого при температуре t1 = -16 0С, чтобы об-
ратить его в воду, а полученную воду нагреть до t2 = 100 0С?(58 минут)
31.22 Спираль нагревателя имеет сопротивление R1 = 5 Ом и питается от источ-
ника тока с внутренним сопротивлением r = 20 Ом. Какое сопротивление нужно
подключить последовательно с нагревателем, чтобы его мощность уменьшилась
в 4 раза?(25 Ом)
31.23 Источник тока один раз замыкается на сопротивление 4 Ом, другой раз - на
сопротивление 9 Ом. И в том и в другом случаях количество теплоты, выделив-
шееся в этих сопротивлениях, оказывается одинаковым. Определите внутреннее
сопротивление источника тока.(6 Ом)
31.24 Электрический чайник имеет две обмотки. При включении одной из них
вода в чайнике закипает через 15 мин, при включении другой – через 30 мин. Че-
рез сколько минут закипит вода в чайнике, если включить обе обмотки: а) после-
довательно; б) параллельно?(45 мин; 10 мин)
31.25 В сеть включены параллельно электрический чайник и кастрюля, потреб-
ляющие при этом мощности Р1 = 300 Вт и Р2 = 600 Вт соответственно. Вода в них
закипает одновременно через η = 20 мин. На сколько позже закипит вода в каст-
рюле, чем в чайнике, если из включить в ту же сеть последовательно?(135 мин)
31.26 Во сколько раз нужно повысить напряжение источника, чтобы потери в ли-
нии электропередачи уменьшились в n раз? Мощность, отдаваемую источником,
считать постоянной.(в
n
раз)

32. Электролиз
32.1 На рисунке представлены зависимости массы двух
различных веществ, выделяемых на электродах при
электролизе, от времени протекания тока через электро-
лит. Какому из этих графиков соответствует вещество с
более высоким значением электрохимического эквива-
лента, если сила тока в обоих случаях одинакова?
32.2 Молярная масса золота 197 г/моль, валентность
равна 3. Вычислите электрохимический эквивалент золота.(0,68 мг/Кл)
32.3 Сколько времени нужно пропускать электрический ток через раствор серной
кислоты для получения 1 г водорода при силе тока в цепи 0,1 А?(277,7 час)
32.4 В электролитической ванне, содержащей раствор AgNO3, течет ток 1 мкА.
Сколько атомов серебра выделится на катоде за 1 с?(6,3·1012)
32.5 Медь выделяют из раствора СuSO4 при напряжении 10 В. Найти расход элек-
троэнергии на 1 кг меди (без учета потерь).(30 МДж)
32.6 При серебрении пластинки через раствор нитрата серебра проходит ток
плотностью j = 2 кА/м2
. С какой скоростью растет толщина серебряного покры-
тия пластинки?(0,77 мм/час)
32.7 Какой объѐм при нормальных условиях будет занимать водород, выделив-
шийся в процессе электролиза за время t = 5 минут, если ток через электролит ра-
вен I = 0,1 А.(3,4 см3
)
32.8 При электролизе воды через ванну прошел заряд 4 кКл, при этом выделилось
0,4 л водорода при давлении 128 кПа. Определить температуру водорода.(308 К)
32.9 При электролитическом получении алюминия используются ванны, рабо-
тающие под напряжением 5 В при силе тока 40 кА. Сколько требуется времени
для получения 1 т алюминия, и каков при этом расход энергии?(3,1 сут; 15
МВт·час)
32.10 При электролизе раствора H2SO4 из электролитической ванны с сопротив-
лением R = 0,4 Ом за время η = 30 мин выделилось V = 3,3 л водорода (при нор-
мальных условиях). Определите мощность, израсходованную на нагревание элек-
тролита.(104 Вт)
32.11 Сколько меди выделится на катоде за время t = 200 с при электролизе сер-
нистой меди, если в течение первых 100 с сила тока равномерно возрастала от 0
до 6 А, а в течение следующих 100 с она равномерно уменьшалась до 2
А?(2,31·10-4
кг)

33 Сила Ампера
33.1 По двум прямым параллельным проводникам текут токи одного направле-
ния. Докажите, что эти проводники притягиваются.
33.2 Два прямолинейных бесконечно длинных проводника с
током расположены взаимно перпендикулярно в одной
плоскости. Как направлены силы Ампера, действующие на
проводник МК, со стороны магнитного поля, создаваемого
проводником PS. Ответ обоснуйте.

33.3 Линейный проводник с током помещен в однородное магнитное поле с ин-
дукцией 0,2 Тл. Определите силу, действующую на проводник, если длина про-
водника 10 см, сила тока в нем 3 А, а направление тока составляет с направлени-
ем поля угол 450
.( 42 мН)
33.4 В однородном магнитно поле с индукцией 0,25 Тл находится проводник дли-
ной 1,4 м, на который действует сила 2,1 Н при силе тока в проводнике 12 А.
Найдите угол между направлением тока в проводнике и направлением магнитно-
го поля.(300
)
33.5 По горизонтальному проводнику длиной 20 см и массой 2 г течет ток силой
5 А. Определите магнитную индукцию поля, в которое нужно поместить провод-
ник, чтобы он висел не падая.(0,02 Тл)
33.6 В однородном горизонтальном магнитном поле находится прямой алюми-
ниевый проводник сечением 8 мм2
, концы которого подключены гибким прово-
дом, находящимся вне поля, к источнику постоянного тока. Сила тока в провод-
нике равна 21,6 А. Определите индукцию магнитного поля, если проводник рас-
положен горизонтально и перпендикулярно линиям поля, и не падает.(0,01 Тл)
33.7 В горизонтальном однородном магнитном поле с индукцией 10 мТл подве-
шен на двух легких нитях горизонтальный проводник длиной 10 см, перпендику-
лярный магнитному полю. На сколько изменится сила натяжения каждой из ни-
тей, если по проводнику пропустить ток 10 А?(5 мН)
33.8 Прямой проводник, по которому течет ток I = 50 А, расположен в магнитном
поле с индукцией В = 2 Тл так, что образует угол α = 300
с линиями индукции.
Под действием магнитного поля проводник переместился на d = 0,5 м, при этом
была совершена работа А = 10 Дж. Определите длину проводника.(0,4 м)
33.9 Под влиянием однородного магнитного поля в нем движется алюминиевый
проводник с ускорением 2 м/с2
. Сечение проводника S = 1 мм2
. Направление
движения проводника перпендикулярно линиям индукции, и по проводнику те-
чет ток I = 2 А. Определите индукцию магнитного поля.(2,5 мТл)
33.10 Горизонтальный медный проводник сечение 5 мм2
расположен перпендику-
лярно однородному горизонтальному магнитному полю с индукцией 0,02 Тл. С
каким ускорением станет падать проводник, если по нему пропустить ток 10 А?
(5,5 м/с2
, 14,5 м/с2
)
33.11 На горизонтальных рельсах, расстояние между которыми 60 см, лежит
стержень перпендикулярно им. Определите силу тока, который надо пропустить
по стержню, чтобы он начал двигаться. Рельсы и стержень находятся в верти-
кальном однородном магнитном поле с индукцией 50 мТл. Масса стержня 0,6 кг,
коэффициент трения стержня о рельсы 0,1.(20 А)
33.12 Проводник ab длиной L и массой m подвешен на
тонких невесомых проволочках в однородном магнитном
поле. При прохождении по проводнику тока I он отклоня-
ется так, что проволочки образуют с вертикалью угол α.
Какова индукция магнитного поля? Магнитные силовые линии перпендикулярны
проводнику.(B = mg·tgα/(I·L).
33.13 Прямой проводник длиной 20 см и массой 5 г уравновешен горизонтально
на двух вертикальных нитях в однородном магнитном поле с индукцией 0,25 Тл,
направленной вертикально вверх. Какой величины ток нужно пропустить через

проводник, чтобы одна из нитей разорвалась? Предельная нагрузка на нить со-
ставляет 39,2 mН.(I > 1,2 А)
33.14 Стержень лежит перпендикулярно рельсам, расстояние между которыми 50
см. Рельсы составляют с горизонтом угол 300
. Какой должна быть индукция маг-
нитного поля, перпендикулярная плоскости рельсов, чтобы стержень начал дви-
гаться, если по нему пропустить ток силой 40 А? Коэффициент трения стержня о
рельсы 0,6. Масса стержня 1 кг.(0,01 Тл; 0,51 Тл)
33.15 По проводнику массой m и длиной L, описанному в задаче 33.12, находя-
щемуся в вертикальном магнитном поле с индукцией В, в течении очень коротко-
го промежутка времени η пропускают ток I. Длина нитей, на которых висит про-
водник ab, равна S. На какой максимальный угол отклонятся нити от первона-
чального вертикального положения? (
α  2arcsinIBτ L 2m S g
)
34. Сила Лоренца
34.1 На рисунке показана траектория движения заряда в однородном
магнитном поле с индукцией В. Определите знак заряда. Ответ обос-
нуйте.(+)
34.2 Электрон движется в постоянном однородном магнитном поле.
Как будет меняться модуль скорости электрона?
34.3 Заряженная частица (q = 2 мКл), имеющая скорость V = 100 м/с влетает под
углом 300
к силовым линиям однородного магнитного поля с индукцией В = 1 Тл.
Какая сила действует на заряд со стороны магнитного поля?(0,1 Н)
34.4 Какую ускоряющую разность потенциалов прошел электрон, если известно,
что когда он влетел в магнитное поле с В = 0,01 Тл поперек силовых линий, на
него стала действовать сила 1,5·10-14 Н?(250 В)
34.5 Электрон влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно силовым
линиям. Скорость электрона 4·107 м/с. Индукция магнитного поля равна 10-3
Тл.
Чему равны тангенциальное и нормальное ускорения электрона в магнитном по-
ле?(an = 7·1015 м/с2
; a= 0)
34.6 Маленький шарик массой 1 мг и электрическим зарядом 1 мкКл может вра-
щаться на легкой пружине в горизонтальной плоскости. В вертикальном направ-
лении создано магнитное поле с индукцией 2 Тл. Во сколько раз изменяется дли-
на пружины по отношению к еѐ недеформированному состоянию, если шарик
вращается с угловой скоростью 5 рад/с ? (1,18; 1,54)
34.7 Заряженная частица, ускоренная разностью потенциалов U = 1 кВ, попадает
в пространство, в котором созданы скрещенные однородные электрическое и
магнитное поля. Напряженность электрического поля Е=1,9·107В/м, ин-
дукция магнитного поля В=1 Тл. Вектор скорости частицы перпендикулярен
векторам напряженностей электрического и магнитного полей и не изменяется ни
по величине, ни по направлению при движении частицы. Определить удельный
заряд q/m этой частицы.(q/m=1,8·1011Кл/кг)
34.8 Электрон влетает в однородное магнитное поле, индукция которого 20 мТл,
перпендикулярно силовым линиям со скоростью 10 Мм/с. Найдите радиус траек-
тории электрона в магнитном поле.(2,8 мм)
34.9 Электрон движется по окружности в однородном магнитном поле с индукци-
ей 4 мТл. Найдите период вращения электрона(8,9 нс)
34.10 Циклотрон предназначен для ускорения протонов до энергии 5 МэВ. Опре-
делите радиус орбиты протона, если индукция магнитного поля 1 Тл.(0,32 м)
34.11 Электрон влетел в однородное магнитное поле перпендикулярно силовым
линиям и начал двигаться по окружности радиусом R = 10 см. Найдите кинетиче-
скую энергию электрона, если индукция магнитного поля B = 0,5 Тл. (35 пДж)
34.12 Протон и электрон, двигаясь с одинаковой скоростью, влетают в однород-
ное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции. Во сколько раз радиус
кривизны траектории протона Rp, больше радиуса кривизны траектории электро-
на Re?(в 1835)
34.13 Протон и электрон, ускоренные одинаковой разностью потенциалов, влета-
ют в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции. Во сколь-
ко раз радиус кривизны траектории протона Rp, больше радиуса кривизны траек-
тории электрона Re?(в 42,8)
34.14 Ионы, ускоренные напряжением U = 10 кВ, попадают через щель в магнит-
ное поле с индукцией В = 0,1 Тл перпендикулярно линиям вектора магнитной
индукции. В магнитном поле ионы движутся по дуге окружности и, совершив
половину оборота, попадают на фотопластинку. На каком расстоянии друг от
друга будут находиться следы, образованные однозарядными ионами водорода и
гелия? Заряды ионов e = 1,6·10-19 Кл, массы ионов mH = 1,67·10-27
кг и mHe =
6,68·10-27
кг.(0,29 м)
34.15 Электронно-лучевую трубку с отключенной управляющей системой поме-
щают в однородное магнитное поле, перпендикулярное скорости движения элек-
тронов. При этом след пучка электронов на экране, удаленном на ℓ = 14 см от ме-
ста вылета электронов, смещается на d = 2 см. Какова скорость электронов, если
индукция магнитного поля В = 25 мкТл?(2,2·106 м/с)
34.16 Для определения отношения заряда электрона к его массе пучок электронов
разгоняют между катодом и анодом электроннолучевой трубки. При наложении
магнитного поля между анодом и экраном так, чтобы линии индукции были на-
правлены перпендикулярно пучку, светлое пятно на экране смещается на 5 см.
Зная напряжение между катодом и анодом, равное 340 В, расстояние от анода до
экрана 10 см и индукцию магнитного поля 5·10-4
Тл, определите это отноше-
ние.(1,74·1011 Кл/кг)
34.17 Электрон, движущийся в вакуум е со скоростью 106 м/с, попадает в одно-
родное магнитное поле с индукцией 12,56·10-4
Тл под углом 300
к силовым лини-
ям поля. Определите радиус винтовой линии и ее шаг.2,3 мм; 2,5 см)
34.18 Заряженная частица влетела в однородное магнитное поле под углом 600
к
линиям магнитной индукции. Во сколько раз шаг винтовой линии больше ее ра-
диуса?(3,63 раза)
35. Электромагнитная индукция
35.1 В плоскости XY длинный провод с током I и рамка.
Возникает ли индукционный ток в рамке при ее переме-
щении: а) вдоль OX; б) вдоль OY? Укажите направление
индукционного тока в рамке.( OX -ток в рамке течет по
часовой стрелке; OY – тока нет)
35.2 Два параллельных прямолинейных проводника, по одному из которых течет
ток I1 сближают. Определите направление индукционного тока I2, возникающего
в другом проводнике. Каково будет направление индукционного тока при удалее-
нии проводников друг от друга?
35.3 Полосовой магнит вводят южным полюсом в ка-
тушку, концы которой замкнуты накоротко. Определите
направление индукционного тока и созданного им маг-
нитного поля в катушке.
35.4 Прямоугольная рамка со сторонами a = 20 см и b =
10 см вращается вокруг оси Y, совпадающей со сторо-
ной a. В направлении оси X создано магнитное поле с
индукцией B = 0,5 Тл. Рассчитать магнитный поток, прони-
зывающий плоскость рамки для случаев, когда еѐ плоскость
составляет с плоскостью X-Y углы : 1) 00
; 2)300
; 3)600
;
4)900
. (0; 5; 8,7; 10 мВб)
35.5 На рисунке приведены графики изменения магнитного
потока Ф в катушке в зависимости от времени. Как отлича-
ются ЭДС индукции, возникающие при этом в катушке?
35.6 Магнитный поток в замкнутом проволочном витке ме-
няется во времени так, как показано на рисунке. В какие
промежутки времени ЭДС индукции в катушке мак-
симальна, минимальна, равна нулю? Найдите среднюю
э.д.с. индукции за все время изменения магнитного пото-
ка.(0,5 В)
35.7 Круговой проволочный виток площадью 100 см2
на-ходится в однородном
магнитном поле, индукция которого 1 Тл. Плоскость витка перпендикулярна
направлению магнитного поля. Чему будет равно среднее значение ЭДС индук-
ции, возникающей в витке при выключении поля в течении 0,01 с?(1 В)
35.8 Катушка состоит из 75 витков. Магнитный поток через ее поперечное сече-
ние равен 4,8·10-3 Вб. За какой время должен исчезнуть этот поток, чтобы в ка-
тушке возникла средняя ЭДС индукции, равная 0,75 В?(0,48 с)
35.9 Виток провода площадью 50 см
2
замкнут на конденсатор емкостью 20 мкФ.
Плоскость витка перпендикулярна однородному магнитному полю. Определите
скорость изменения магнитного поля, если заряд на конденсаторе равен 1
нКл.(10-2
Тл/с)
35.10 Виток медного провода помещен в однородное магнитное поле перпенди-
кулярно линиям магнитной индукции. Диаметр витка 20 см, диаметр провода 2
мм. С какой скоростью изменяется индукция магнитного поля, если по кольцу
течет ток силой 5 А?(0,51 Тл/с)
35.11 В однородном магнитном поле находится замкнутая обмотка, состоящая из
N = 1000 витков квадратной формы. Направление линий поля перпендикулярно
плоскости витков, индукция магнитного поля равномерно изменяется на ΔВ =
2·10-2
Тл за время Δt = 0,1 с, в результате чего в обмотке выделяется количество
теплоты Q = 0,1 Дж. Поперечное сечение провода обмотки S = 1·10-6
м
2
, удельное
сопротивление ρ = 1·10-8 Ом·м. Найдите размер витка (сторону квадрата).(0,1 м)
35.12 Плоский контур, образованный замкнутым проводником, находится в одно-
родном магнитном поле, индукция которого равна В = 3 мТл и перпендикулярна
плоскости контура. Площадь контура изменяют по закону: S = S0(1-bt), где S0 =
0,5 м2
, b = 0,2 с-1
, t – время. Определите ток, протекающий по контуру, если со-
противление проводника R = 30 Ом.(I = BS0b/R = 1·10-5 А)
35.13 Однослойная катушка площадью 10 см2
, содержащая 100 витков провода,
помещена в однородное поле с индукцией 8 мТл параллельно линиям магнитной
индукции. Сопротивление катушки 10 Ом. Определите, какой заряд пройдет по
катушке, если отключить магнитное поле.(80 мкКл)
35.14 Индукция магнитного поля, перпендикулярного витку диаметром 12 см из
медной проволоки диаметром 1,25 мм, уменьшается с постоянной скоростью от
0,35 Тл до нуля. Какое количество заряда проходит при этом по витку?(0,8 Кл)
35.15 Вектор магнитной индукции, перпендикулярный плоскости замкнутого
витка, меняется со временем, согласно графику на рисунке А. Масштаб по оси X
– 1 секунда, по оси Y – 0,1 Тл. Постройте график ЭДС, возникающей в витке, а
также найдите заряд, протекающий в витке за первые время от 0 до 5, от 5 до 10,
от 10 до 15 и от 15 до 20 секунд, если площадь контура S = 2 см2
, а сопротивление
R = 5 Ом.(8 мкКл, -16 мкКл, 16 мкКл, -8мкКл)
35.16 Рамка, на которой намотано 100 витков провода сопротивлением 10 Ом,
равномерно вращается в однородном магнитном поле с индукцией 50 мТл. Ось
вращения находится в плоскости рамки и перпендикулярна линиям индукции.
Площадь рамки 100 см2
. Определите, какой заряд протечет через рамку при пово-
роте ее от угла 0 до 300
.(0,67 мКл)
35.17 В однородном магнитном поле с индукцией В = 0,1 Тл расположен плоский
проволочный виток так, что его плоскость перпендикулярна линиям индукции.
Виток замкнут на гальванометр. При повороте витка через гальванометр протек
заряд q = 9,6·10-4 Кл. На какой угол повернули виток? Площадь витка S = 103
см2
,
сопротивление витка R = 2 Ом.(360
)
35.18 Реактивный самолет летит горизонтально со скоростью 900 км/ч. Определи-
те разность потенциалов между концами его крыльев, если вертикальная состав-
ляющая магнитного поля Земли равна 50 мкТл. Размах крыльев 24 м.(0,3 В)
35.19 Проводник движется в магнитном поле перпендикулярно силовым линиям.
Индукция магнитного поля 0,03 Тл, скорость проводника 3 м/с. На концах про-
водника возникает разность потенциалов 0,18 В. Определить длину проводни-
ка.(2 м)
35.20 Чему равна индукция однородного магнитного поля, если при вращении в
нем прямолинейного проводника длиной 0,2 м вокруг одного из его концов с уг-
ловой скоростью 50 с-1
на концах проводника возникает разность потенциалов 0,2
В? Ось вращения параллельна вектору магнитной индукции.(0,2 Тл)
35.21 Перемычка, замыкающая П-образный провод, перемещается
под действием постоянной силы F с постоянной скоростью 10
м/с. Контур находится в однородном магнитном поле перпенди-
кулярном его плоскости. Определите величину силы F, если в
контуре каждую секунду выделяется количество теплоты, равное 1 Дж. Массой
перемычки можно пренебречь.(0,1 Н)
35.22 По гладким металлическим рельсам, лежащим на наклонной плоскости и
образующим с горизонтом угол α, с постоянной скоростью соскальзывает медная
перемычка массы m. Рельсы расположены на расстоянии b друг от друга в одно-
родном вертикальном магнитном поле с индукцией В и соединены между собой
проводником сопротивлением R. Определите скорость движения перемычки,
пренебрегая магнитным полем индукционного тока, сопротивлением перемычки,
рельсов и контактов. (
V mgRsinα B b cos α
2 2 2

)
35.23 Прямолинейный проводник длиной L = 1,2 м с помощью
гибких проводов присоединен к источнику электрического
тока с ε = 24 В и внутренним сопротивлением r = 0,5 Ом. Этот
проводник помещают в однородное магнитное поле с магнит-
ной индукцией В = 0,8 Тл. Сопротивление всей внешней цепи равно R
= 2,5 Ом. Определите силу тока I1 в проводнике, если он движется пер-
пендикулярно к линиям индукции поля со скоростью V = 12,5 м/с. Какой станет
сила тока I2, когда проводник остановится?(I1 = 4 А; I2 = 8 А)
35.24 В однородном магнитном поле, индукция которого 0,8 Тл, равномерно вра-
щается рамка с угловой скоростью 15 рад/с. Площадь рамки 150 см2
. Ось враще-
ния находится в плоскости рамки и составляет 300
с направлением силовых ли-
ний магнитного поля. Найдите максимальную ЭДС индукции во вращающейся
рамке.(0,09 В)
36. Самоиндукция. Энергия магнитного поля
36.1 Через длинный соленоид, индуктивность которого 0,4 мГн
и площадь поперечного сечения 10 см2
, проходит ток силой 0,5
А. Какова индукция магнитного поля внутри соленоида, если
он содержит 100 витков?(2 мТл)
36.2 На рисунке приведены графики зависимости магнитного
потока от силы тока для двух контуров. У которого из контуров индуктивность
больше? Ответ обосновать.(L2>L1)
36.3 Найдите индуктивность соленоида, если при изменении силы тока на 2 А в
секунду в нем возникает ЭДС самоиндукции, равная 1 В.(0,5 Гн)
36.4 На рисунке представлена электрическая схема из источни-
ка тока, катушки и двух ламп В каком направлении будет про-
текать ток через лампы 1 и 2 через малый промежуток времени
после размыкания ключа К?
36.5 В катушке без сердечника за время 0,01 с ток возрос от 1 до
2 А, при этом в катушке возникла ЭДС самоиндукции 20 В. Определите вели-
чину магнитного потока в конце процесса нарастания тока.(0,4 Вб)
36.6 В катушке, имеющей 150 витков проволоки, течет ток 7,5 А. При этом каж-
дый виток пронизывает магнитный поток 20 мВб. Какова индуктивность катуш-
ки?(400 мГн)
36.7 Определите энергию магнитного поля соленоида, в котором при силе тока 5
А возникает магнитный поток 0,5 Вб.(1,25 Дж)
36.8 При увеличении силы тока в 2 раза в катушке с индуктивностью 0,5 Гн энер-
гия магнитного поля возросла на 3 Дж. Найдите начальные значения силы тока и
энергии магнитного поля.(2 А; 1 Дж)
36.9 Сила тока в катушке изменилась с 12 до 8 А. При этом, энергия магнитного
поля уменьшилась на 2 Дж. Какова индуктивность катушки и энергия магнитного
поля в обоих случаях.(0,05 Гн; 3,6 Дж; 1,6 Дж)
36.10 Определите ЭДС самоиндукции в неподвижной катушке, в которой за 0,2 с
энергия магнитного поля равномерно уменьшилась в 4 раза. Индуктивность ка-
тушки 0,16 Гн, а первоначальный ток в катушке равен 8 А.(3,2 В)
36.11 Катушка индуктивностью 0,3 Гн, намотанная толстым медным проводом,
сопротивление R и источник тока с ЭДС 4 В и внутренним сопротивлением 2 Ом
соединены параллельно. Какое количество теплоты выделится на сопротивлении
R после отключения источника тока?(0,6 Дж)
36.12 Энергия магнитного поля в катушке при силе тока 4 А равна 0,8 Дж. Сопро-
тивление катушки 2 Ом. Силу тока уменьшили по линейному закону за 0,2 се-
кунды в 2 раза. Какой заряд проходит за это время по катушке? (0,4 Кл) 

37. Колебательный контур
37.1 Какой из графиков правильно отражает зависимость
периода собственных незатухающих колебаний в колеба-
тельном контуре от его индуктивности?
37.2 В цепь включены конденсатор 2 мкФ и индуктивность
0,05 Гн. Какой частоты ток надо подать в эту цепь, чтобы
осуществился резонанс?(504 Гц)
37.3 Найти частоту собственных электрических колебаний в
контуре, если индуктивность катушки равна 5 мкГн, а емкость конденсатора 5
мкФ.(31,8 кГц)
37.4 Разность потенциалов на обкладках конденсатора в колебательном контуре
изменяется по закону
U 50cos10 π t
4
 
. Емкость конденсатора 9·10-7 Ф. Найдите
индуктивность контура.(L = 1,1 мГн)
37.5 Колебательный контур состоит из катушки с индуктивностью L = 1,2 мГн и
конденсатора переменной электроемкости 1280 пФ. Определите диапазон час-
тот электромагнитных волн, которые могут вызывать резонанс в этом контуре.
Омическое сопротивление контура принять равным нулю.((0,51÷1,33)МГц)
37.6 Катушка индуктивностью L = 1 мГн и воздушный конденсатор, состоящий
из двух пластин диаметром D = 20 см каждая, соединены параллельно. Расстоя-
ние d между пластинами равно 1 см. Определите период Т электромагнитных ко-
лебаний в таком контуре.(1 мкс)
37.7 Колебательный контур, состоящий из катушки индуктивности и воздушного
конденсатора, настроен на длину волны 1 = 300 м. При этом расстояние между
пластинами конденсатора d1 = 4,8 мм. Каким должно быть это расстояние, чтобы
контур был настроен на длину волны 2 = 240 м?(7,5 мм)
37.8 Найдите частоту собственных колебаний в колебательном кон-
туре, изображенном на рисунке, если L = 9,5 мГн, С1 = 4 мкФ, С2 =
8 мкФ. Во сколько раз изменится частота колебаний, если к перво-
му конденсатору присоединить параллельно такой же конденса-
тор?(1 кГц, в 1,2 раза)
37.9 Чему равна максимальная энергия магнитного поля в катушке колебательно-
го контура, если известно, что напряжение на пластинах конденсатора с емко-
стью С = 10-6 Ф меняется по закону
U 120cos10 t
5

В?(7,2 мДж)
37.10 На рисунке приведен график изменения заряда
конденсатора в колебательном контуре. Электроем-
кость конденсатора С = 2 мкФ. По какому закону из-
меняется напряжение на конденсаторе? Чему равны
максимальная энергия магнитного поля в катушке
колебательного контура и ее индуктивность? Найдите
моменты времени, когда ток в контуре достигает максимального значе-
ния.(
U  50sin500π t π 2
; 2,5 мДж; 0,2 Гн; t = ( 2k + 1)10-3
c, где k = 0, 1, 2, 3)
37.11 Напряжение на обкладках конденсатора в колебательном контуре изменяет-
ся по закону U = 100sin104
πt, В. Емкость конденсатора 0,1 мкФ. Найдите: 1) пе-
риод электромагнитных колебаний в контуре; 2) индуктивность контура;3) мак-
симальную силу тока в контуре.(2·10-4
с; 0,01 Гн; 0,32 А)
37.12 Определить длину электромагнитной волны в вакууме, на которую настро-
ен колебательный контур, если максимальный заряд конденсатора составляет q =
20 нКл, а максимальная сила тока в контуре равна I = 1А. Какова емкость конден-
сатора, если индуктивность контура равна L = 200 нГн?(38 м; 2нФ)
37.13 Максимальная сила тока в катушке колебательного контура равна 50 мА,
частота колебаний 104
Гц. Напишите уравнение колебаний заряда на пластинах
конденсатора, если известно, что они совершаются по закону синуса, и что в на-
чальный момент времени конденсатор был полностью разряжен.
(q=0,8sin(2π·104
t) мкКл)
37.14 Определить частоту собственных колебаний контура, содержащего конден-
сатор емкостью 0,5 мкФ, если максимальная разность потенциалов на его обклад-
ках достигает 100 В, а максимальный ток в катушке 0,5 А.(1,29 кГц)
37.15 Заряженный конденсатор емкостью 0,5 мкФ подключили к катушке индук-
тивностью 5 мГн. Через сколько времени от момента подключения энергия элек-
трического поля конденсатора станет равной энергии магнитного поля катушки?
Чему равна частота колебаний энергии магнитного поля катушки?(39мкс; 3,2кГц
)
37.16 Конденсатор колебательного контура, изображенного на ри-
сунке, имеет электроемкость 10 нФ. В начальный момент време-
ни он был полностью заряжен до напряжения 300 В. Какие заря-
ды протекут через первую и вторую катушки за время, равное по-
ловине периода собственных колебаний контура, если L2 =
2L1?(q1 = 2 мкКл, q2 = 1 мкКл)
38. Переменный ток
38.1 Квадратная рамка со стороной 20 см вращается с
периодом 0,2 с в магнитном поле с индукцией 0,1 Тл во-
круг оси, которая совпадает с осью симметрии рамки,
лежит в ее плоскости и перпендикулярна направлению
магнитного поля. Рамка состоит из 50 витков тонкого
провода с общим сопротивлением 20 Ом. Напишите: 1)
уравнение изменения магнитного потока, пронизываю-
щего рамку (начальное положение рамки изображено на
рисунке); 2) уравнение изменения ЭДС индукции в рамке; 3) уравнение измене-
ния силы тока в рамке. (
Ф  0,2sin10π t ; ε  2π cos10π t ; I  0,1π cos10π t
)
38.2 В магнитном поле с индукцией В = 0,1 Тл вращается проволочная рамка так,
что ось вращения лежит в плоскости рамки и перпендикулярна линиям магнитно-
го поля. ЭДС индукции в рамке изменяется по закону ε = 5sin103
t (В), а сила тока
I = 0,2sin103
t (А). Найдите площадь и электрическое сопротивление рамки.(5·10-2
м
2
; 25 Ом)
38.3 Чему равно амплитудное значение напряжения бытового переменного то-
ка?(311 В)
38.4 Напряжение на сопротивлении R = 35 Ом изменятся по закону U = 50sin100πt
(В). Вычислите действующие значения напряжения и силы тока.(35,4 В; 1 А)
38.5 Мощность бытовой электроплитки 660Вт. Каковы действующее и амплитуд-
ное значение силы тока, протекающего через электроплитку?(3 А; 4,2 А)
38.6 Сила переменного тока, протекающего по спирали электроутюга со против-
лением 1000 Ом, меняется по закону I = 2sin100t (А). Найдите частоту тока и
количество тепла, выделяющееся в спирали за 5 мин.(50 Гц; 600 кДж)
38.7 Определите емкостное сопротивление участка цепи меж-
ду точками А и В, если по нему течет переменный ток с ча-
стотой 50 Гц. С1 = 12 мкФ, С2 = 4 мкФ, С3 = 7 мкФ.(318,5 Ом)
38.8 Катушка намотана медным проводом диаметром 0,2 мм с
общей длиной 314 м и имеет индуктивность 0,5 Гн. Опреде-
лите сопротивление катушки: 1) в цепи постоянного тока; 2) переменного с ча-
стотой 50 Гц.(160 Ом; 224 Ом)
38.9 Каким должно быть сопротивление R электрической цепи, изображенной на
рисунке, чтобы, ток, текущий по нему был равен 0,5 А, если С =
5 мкФ, U = 200 В, частота переменного тока 100 Гц?(242 Ом)
38.10 Катушку с активным сопротивлением R = 20 Ом, индук-
тивностью L = 1/π Гн подключают сначала к источнику посто-
янного тока с напряжением U = 20 В, а затем – к источнику переменного тока с
действующим напряжением U = 20 В и частотой ν = 20 Гц. Во сколько раз при
этом изменилась сила тока в катуш-ке?(уменьшилась в 2,24 раза)
38.11 К источнику переменного тока с круговой частотой 103
с
-1
подключены по-
следовательно: 1) реостат, намотанный нихромовой проволокой с сечением 1 мм2
и длиной 75 м; 2) конденсатор емкостью 2,5 мкФ; 3) катушка индуктивностью
0,44 Гн. Рассчитайте сопротивление каждого элемента цепи и их общее сопро-
тивление.(30 Ом; 400 Ом; 440 Ом; 50 Ом)
38.12 Конденсатор емкостью С = 16 мкФ, катушка с индуктивностью L = 1 Гн и
активное сопротивление R = 100 Ом подключены последовательно к источнику
переменного тока с U = 220 В и частотой ν = 50 Гц. Найдите ток, текущий в такой
цепи. Если увеличить сопротивление конденсатора путем уменьшения его емко-
сти до 10 мкФ, то как изменится сила тока в цепи? Объясните полученный ре-
зультат.(1,44 А; 2,2 А)
38.13 В цепи, изображенной на рисунке R = 90 Ом, L =
0,005 Гн, конденсатор имеет переменную емкость С от
0,5 мкФ до 6 мкФ. Напряжение источника переменного
тока U = 220 В, круговая частота ω = 104
с
-1
, сопротив-
ление амперметра RА = 10 Ом. Постройте график зависимости показаний ампер-
метра от емкости конденсатора. Для построения графика рекомендуется исполь-
зовать следующие значения С (в мкФ): 0,5, 1,0, 1,5, 2, 3, 4, 5, 6.

39. Отражение света
39.1 Горизонтальный луч света падает на вертикально расположенное зеркало.
Зеркало поворачивают на угол α = 50
около вертикальной оси. На какой угол по-
вернется отраженный луч?(100
)
39.2 Постройте изображение точечного источника света, находящегося на расстоя-
нии а от плоского зеркала.
39.3 От источника света на плоское зеркало падает расходящийся под углом α пу-
чок лучей. Определите угол между крайними лучами после их отражения от зерка-
ла.(α)
39.4 Под каким углом к поверхности стола надо расположить плоское зеркало,
чтобы получить изображение предмета, лежащего на столе в вертикальной плоско-
сти? Сделайте поясняющий рисунок.(450
)
39.5 Луч лазера составляет с поверхностью стола угол 400
. Как нужно расположить
плоское зеркало, чтобы отраженный от него луч был направлен горизонталь-
но?(200
или 700
к поверхности стола)
39.6 Требуется осветить дно колодца, направив на него солнеч-
ные лучи. Как надо расположить плоское зеркало, если высота
солнца над горизонтом 600
?(750
к горизонту)
39.7 Постройте изображение стержня АВ в плоском зеркале.
39.8 Человек стоял перед плоским зеркалом, затем отошел от
него на расстояние 50 см. На сколько при этом увеличилось расстояние между че-
ловеком и его изображением?(1 м)
39.9 Какой минимальной высоты должно быть зер-
кало, чтобы человек ростом 180 см видел себя в
полный рост.(90 см)
39.10 Два плоских зеркала установлены под углом
1200
друг к другу. На линии симметрии этой системы на расстоянии а от каждого
зеркала находится источник света S. Найдите расстояние между его изображения-
ми.(2а)
39.11 Предмет помещен между двумя зеркалами, расположенными под углом 600
друг к другу. Покажите построением, сколько получается изображений.(5)

 

 


Категория: Физика | Добавил: Админ (22.05.2016)
Просмотров: | Теги: Кочкин | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar