Тема №7380 Ответы к задачам по физике Трофимова (Часть 4)
Поиск задачи:

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

Ответы в самом низу встроенного документа

3.39. Два точечных одноименных заряда находятся в вакууме на расстоянии гх = 40 см. Для сближения зарядов до расстояния г2 = 10 см затратили работу А = 2,03 мкДж. Определите заряд Q2, если Qx = 2 нКл. [Q2 = 15 нКл] 3.40. Какую разность потенциалов должен пройти протон, чтобы его скорость увеличилась от = 1 Мм/с до и2 = 5 Мм/с? Заряд протона Q = 1,6* 10-1 9Кл, его масса т = 1,67* 10-2 7кг.
[<Pi - Ф2 = 125 кВ] 3.41. Электрон летит между двумя точками с разностью потенциалов (фх - ф2) = 200 В. Определите скорость электрона v2 в конечной точке, если в начальной точке скорость = 0 .
[ v 2 = 4,13 Мм/с] 3.42. В пространстве между двумя горизонтально расположенными пластинами (расстояние между ними d = 3 см), заряженными до разности потенциалов U = 5 кВ, взвешена пылинка, масса которой т = 10_1 0кг. Определите заряд Q пылинки.
[Q = 5,89 • 10~ 15 Кл] 3.43. В пространстве между двумя горизонтально расположенными пластинами (d = 1 0 мм), заряженными до разности потенциалов U = 1 кВ, взвешена капелька масла. Определите радиус этой капельки масла, если плотность масла р = 0,96 г/см3, а заряд капельки равен двум элементарным зарядам. [г = 0 , 2 0 1 мкм] 3.44. Металлическая сферическая поверхность радиусом г = 2 0 см заряжена равномерно с поверхностной плотностью а = 5 н К л /м 2. Определите напряженность Е0 и потенциал ср0 электростатического поля в центре сферы. [Е0 = 0; <р0 = 113 В] 3.45. Сплошная металлическая сфера радиусом R = 10 см несет равномерно распределенный заряд с поверхностной плотностью а = 1 нКл/м2. Определите напряженность и потенциал электростатического поля: 1 ) в центре сферы; 2 ) на расстоянии гх = 15 см от центра сферы. [1) Е0 = 0; <р0 = 11,3 В; 2) Ех = 50,3 В/м; фх = 7,53 В] 3.46. Определите радиус R шара, который обладал бы в вакууме электроемкостью С = 1 Ф. Сравните его с радиусом Земли (R3 = 6,37 • 106 м). [R = 9 • 109 м; R/R3 = 1410] 3.47. Определите диаметр шарика, находящегося в вакууме, если его потенциал ср = 500 В, а поверхностная плотность заряда а = 8,85 нКл/м2. [d — 1 см] 138 3.48. Определите, во сколько раз изменится электроемкость проводящего шара, если вначале он был помещен в трансформаторное масло (гг = 2 ,2 ), а затем — в глицерин (е2 = 56).
[В 25,5 раза] 3.49. Металлический шарик, радиус которого Rx = Ъ см, несет заряд Q = 6 нКл. Этот шарик привели в соприкосновение с незаряженным металлическим шариком радиусом R2 = 10 см.
Определите заряды и Q2 на шариках после их соприкосновения. [Qx = 2 нКл; Q2 — 4 нКл] 3.50. Два металлических шарика, радиусы которых соответственно равны Rt = 1 см и R2 = 2 см, соединены проводником, электроемкостью которого можно пренебречь. Шарам сообщен заряд Q = 2 нКл. Определите поверхностную плотность зарядов на шарах. [aj = 53,1 • 10“8 Кл/м2; а2 = 26,5 • 10-8 Кл/м2] 3.51. Электроемкость плоского конденсатора С = 10 пФ.
Определите расстояние d между его пластинами, если площадь пластин S = 2 0 0 см2, а пространство между пластинами заполнено парафином (е = 2). [d = 3,54 см] 3.52. Определите, во сколько раз изменится электроемкость конденсатора, если расстояние между его пластинами уменьшить в п = 3 раза, а площадь пластин увеличить в т = 6 раз.
[Увеличится в 3 раза] 3.53. Определите расстояние d между пластинами плоского конденсатора, если между ними приложена разность потенциалов U = 500 В, причем площадь каждой пластины S = 50 см2, ее заряд Q = 5 нКл. Диэлектриком служит эбонит (е = 3).
[d = 1,33 см] 3.54. Электроемкость одного конденсатора Сх = 1,5 мкФ, второго — С2 = 6 мкФ. Сравните напряжения, которые следует подавать на эти конденсаторы, чтобы они накопили одинаковые заряды. [UJU2 = 4] 3.55. Электроемкость одного конденсатора С1 = 1,5 мкФ, второго С2 = 6 мкФ. Сравните заряды, накопленные на обкладках этих конденсаторов, если на них подается одинаковое напряжение. [Q2/Q i = 4] 3.56. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено слоем эбонита (8 = 3). Расстояние между пластинами d = 7 мм, разность потенциалов U = 1 кВ. Определите поверхностную плотность а зарядов на обкладках конденсатора, [а = 3,79 мкКл/м2] 139 3.57. Между пластинами плоского конденсатора площадью S = 50 см2, заряженного до разности потенциалов U = 500 В, находится слой фарфора (в = 5). Определите поверхностную плотность а заряда на обкладках конденсатора и его электроемкость, если напряженность поля в конденсаторе Е = 400 В/см.
[а = 1,77 мкКл/м2; С = 17,7 пФ] 3.58. К пластинам плоского воздушного конденсатора с расстоянием между ними d = 3 мм и площадью S = 1 0 0 см2 приложена разность потенциалов U1 = 0,7 кВ. В пространство между пластинами конденсатора при включенном источнике питания внесли стекло (в = 7). Определите: 1) разность потенциалов U2 между пластинами после внесения диэлектрика; 2 ) электроемкости конденсаторов С1 и С2 до и после внесения диэлектрика. [1) U2 = 700 В; 2) Cj = 29,5 пФ; С2 = 207 пФ] 3.59. К пластинам плоского воздушного конденсатора с расстоянием между пластинами d = 3 мм и площадью S = 1 0 0 см2 приложена разность потенциалов и г = 0,7 кВ. После отключения конденсатора от источника напряжения в пространство между пластинами внесли стекло (в = 7). Определите: 1) разность потенциалов U2 между пластинами после внесения диэлектрика; 2) электроемкости конденсаторов Сх и С2 до и после внесения диэлектрика. [1) U2 = 100 В; 2) Сг = 29,5 пФ; С2 = 207 пФ] 3.60. К пластинам плоского воздушного конденсатора приложена разность потенциалов 1 кВ. Площадь пластин 50 см2 и расстояние между ними 3 мм. После отключения конденсатора от источника напряжения в пространство между пластинами внесли парафин (в2 = 2). Определите: 1) разность потенциалов между пластинами после внесения диэлектрика; 2 ) емкость конденсатора до и после внесения диэлектрика; 3) поверхностную плотность заряда на пластинах до и после внесения диэлектрика. £l) U2 = 500 В; 2) Сх = 14,8 пФ; С2 = 29,6 пФ; 3) в1 - а2 - 2,9в 1 М -I 3.61. Три одинаковых плоских конденсатора (площадь пластин каждого S = 2 0 0 см2), между обкладками которых находится фарфор (в = 5), соединены последовательно. Определите толщину d парафина, если электроемкость Сб батареи конденсаторов равна 120 пФ. [d = 2,46 мм] 140 3.62. Заряд Q каждой обкладки двух последовательно заряженных конденсаторов, электроемкость которых Сг = 20 пФ и С2 = 40 пФ, равен 10 нКл. Определите: 1) напряжения Ux и U2 на каждом из конденсаторов; 2) напряжение U на батарее конденсаторов. [1) U t = 500 В, U 2 = 250 В; 2 ) U = 750 В] 3.63. Электроемкость С батареи конденсаторов, образованных двумя последовательно соединенными конденсаторами, электроемкость одного из которых Сг = 100 пФ, равна 80 пФ, а заряд Q = 10 нКл. Определите: 1) электроемкость С2 второго конденсатора; 2 ) разность потенциалов U1 и U2 на обкладках каждого конденсатора. [1) С2 = 400 пФ; 2) U t = 100 В; U 2 = 25 В] 3.64. Плоский воздушный конденсатор, заряженный и затем отключенный от источника напряжения U1 = 400 В, соединили параллельно с одинаковым по размерам и форме незаряженным конденсатором, между пластинами которого находится диэлектрик. Определите диэлектрическую проницаемость £ этого диэлектрика, если после соединения конденсаторов разность потенциалов уменьшилась до U = 100 В. [е = 3] 3.65. Три конденсатора, электроемкость которых Сг = 1 мкФ и С2 = С3 = 2 мкФ (рис. 72), подключены к источнику постоянного напряжения U = 150 В. Определите: 1) общий заряд Q батареи конденсаторов; 2) заряды Qlf Q2 и Q3 на отдельных конденсаторах; 3) разности потенциалов U19 U2 и U3 на отдельных конденсаторах.
[1) Q — 120 мкКл; 2) = 120 мкКл; Q 2 = Q s = 60 мкКл; 3) U x = 120 В; U 2 = = U 3 = 30 В] 3.66. Определите электроемкость батареи конденсаторов (рис. 73), состоящей из четырех конденсаторов электроемкостью Сг = 1 мкФ, С2 = 2 мкФ, С3 = 3 мкФ и С4 = = 4 мкФ. [С = 2,38 мкФ] 3.67. Конденсаторы электроемкостью С каждый соединены так, как показано на рисунке 74. Определите электроемкость Собщ этого соединения конденсаторов.
[С„6щ = 2 С] Н h с > ' 4 h Ч Н 1^ Сз ч Рис. 72 С, с 3 н и 0-п с2 с 4 Рис. 73 l ! x _ T Рис. 74 141 0- А З ж С II ж 3 ^ 1 г ~ С 5 с С Т с Г , - Ж т е -0В Рис. 75 3.68. В каждое ребро куба, изготовленного из проволоки (рис. 75), включено по одному конденсатору электроемкостью С каждый. Определите электроемкость этой батареи конденсаторов, если она включается в цепь проводниками, подсоединенными к противоположным концам (А и В) диагонали куба.
[Собщ = 1,2 С] 3.69. Определите потенциал ф заряженного проводящего шара радиусом г = 10 см, если он обладает энергией W = = 5 мкДж. [ф = 948 В] 3.70. Определите разность потенциалов Дф между обкладками конденсатора, если при сообщении обкладкам конденсатора заряда Q = 10 мкКл его энергия W = 0,01 Дж. [Дф = 2 кВ] 3.71. Плоский воздушный конденсатор (ех = 1) после зарядки отключили от источника напряжения и поместили в трансформаторное масло (е2 = 2,2). Как изменится энергия, накопленная в конденсаторе? [ W 2/ W 1 = 2,2] 3.72. Пространство между пластинами плоского конденсатора заполнено диэлектриком толщиной d = 1,5 см и диэлектрической проницаемостью 8 = 5. Определите объемную плотность энергии w поля конденсатора, если он заряжен до разности потенциалов 17 = 1,5 кВ. [w = 0,221 Дж/м3] 3.73. Пространство между круглыми пластинами (радиус которых г = 2 см) плоского конденсатора заполнено диэлектриком (е = 3) толщиной d = 1,5 мм. Конденсатор заряжен до напряжения U = 1 кВ. Определите: 1) электроемкость С конденсатора; 2) заряд Q на пластинах; 3) энергию W электростатического поля; 4) объемную плотность энергии w поля конденсатора.
[1) С = 22,2 пФ; 2) Q = 22,2 нКл; 3) W = 11,1 мкДж; 4) w = 5,89 Дж/м3] 142 3.74. Определите объемную плотность энергии w электростатического поля внутри плоского конденсатора, полностью погруженного в трансформаторное масло (£ = 2 ,2 ), если напряженность поля между пластинами конденсатора £ = 1 0 6 В/м.
[w = 9,74 Дж/м3] 3.75. Обкладками плоского воздушного конденсатора служат круглые пластинки радиусом г = 1 0 см, расстояние между которыми d = 10 см. Определите энергию W и объемную плотность энергии w поля конденсатора, если напряженность электростатического поля между обкладками Е = 1 кВ/см.
[W = 139 мкДж; W = 44,3 мДж/м3] 3.76. Плоский воздушный конденсатор электроемкостью Сг= 1 пФ подключен к источнику ЭДС В = 500 В. Отключив конденсатор от источника ЭДС, расстояние между пластинами конденсатора увеличили в п = 3 раза. Определите работу внешних сил по раздвижению пластин. [Л = 250 нДж]

3.77. Какой будет плотность тока у, если за время t = 5 с через проводник сечением S = 2 мм2 пройдет N = 5 • 1019 электронов? [у = 8 • 105 А /м 2] 3.78. Определите число N электронов, проходящих через поперечное сечение проводника за 1 с, если по нему течет постоянный ток I — 1,6 A. [N = 1019] 3.79. Принимая, что на каждый атом серебра приходится один электрон, определите концентрацию электронов проводимости в серебре. Плотность серебра р = 10,5 г/см3, его молярная масса М = 108 • 10_3 кг/моль. [п = 5,85 ■ 1028 м_3] 3.80. По проводнику сечением S = 30 мм2 течет постоянный ток. Определите силу тока I и плотность тока у в этом проводнике, если средняя скорость упорядоченного движения зарядов в нем <v> = 0,21 мм/с, а их концентрация п = 7,29* 102 7м_3.
[J = 7 А; у = 2,5 • 104 А/м2] 3.81. Определите силу тока, создаваемую электроном, вращающимся вокруг ядра атома водорода, если радиус орбиты г = 52,8 пм. [/ = 33,4 мкА] 3.82. Определите плотность тока у в медном проводнике длиной I = 12 см, если он находится под напряжением U = 6 В.
Удельное сопротивление меди р = 17 нОм • м. [у = 29,4 МА/м2] 3.83. Определите работу сторонних сил А ст за время t = 5 мин источника с ЭДС £ = 6 В, если сила тока I в приборе, подключенном к источнику, равна 1 А. [А —1,8 кДж] 3.84. Определите падение напряжения U на проводнике сопротивлением R = 1,5 Ом, если за время t = 1 мин по проводнику прошел заряд Q = 80 Кл. [U = 2 В] 3.85. Гальванический элемент с ЭДС £ = 1,2 В и внутренним сопротивлением г = 0,5 Ом замкнут на внешнее сопротивление R = 2,5 Ом. Определите: 1) силу тока I в цепи; 2) падение напряж е н и я U1 во в н у т р е н н е й ч а с т и ц е п и ; 3) н а п р я ж е н и е U2 на зажимах элемента. [1) I = 0,4 А; 2) Ut = 0,2 В; 3) U2 — 1 В] 3.86. При подключении электрического прибора к источнику с ЭДС £ = 12 В и внутренним сопротивлением г = 1 Ом напряжение на клеммах источника U = 10 В. Определите: 1) силу тока I в цепи; 2) работу сторонних сил А ст источника за время t = 2,5 мин; 3) работу А во внешней цепи за то же время.
[1) / = 2 А; 2) А ст= 3,6 кДж; 3) А = 3 кДж] 153 3.87. ЭДС аккумулятора £ = 24 В. Определите внутреннее сопротивление г аккумулятора, если при силе тока I = 4 А его КПД л = 0,7. [г = 1,8 0м] 3.88. Определите внутреннее сопротивление г и ЭДС £ батареи аккумуляторов, если при внешнем сопротивлении Rx = 16 Ом амперметр показал силу тока в цепи I x = 1 А, а при внешнем сопротивлении R2 = 8 0м — силу тока / 2 = 1,8 А.
[г = 2 А; £ = 18 В] 3.89. Определите удельное сопротивление р алюминия, если сопротивление R алюминиевой проволоки диаметром d = = 0,2 мм и длиной I = 1,5 м равно 1,24 Ом. [р = 26 нОм • м] 3.90. Определите сопротивление R алюминиевой проволоки массой т = 1,5 кг и площадью поперечного сечения S = = 0,15 мм2. Плотность алюминия р0 = 2,7 г/см3, его удельное сопротивление р = 26 нОм • м. [/2 = 642 Ом] 3.91. Вольфрамовая нить электролампы длиной 1 = 5 см при температуре t = 2400 °С обладает сопротивлением R = 179 0м.
Определите диаметр d нити, если удельное сопротивление вольфрама р0 = 53 нОм ■ м, его температурный коэффициент сопротивления а = 0,005 °С-1. [d = 0,7 мкм] 3.92. Определите плотность тока у в медном проводнике длиной 1= 10 м при температуре t = 27 °С, если напряжение на концах проводника U = НОВ. Удельное сопротивление меди при 0 °С равно 15,8нОм*м; температурный коэффициент сопротивления а = и = 6,34 А /м 2] 3.93. Определите общее сопротивление R цепи, приведенной на рисунке 80, если все сопротивления одинаковы и равны г.
\ 37 I 1 2 Г.
154 3.94. Сопротивление однородной проволоки R = 144 Ом. Определите, на сколько равных частей N следует разрезать проволоку, чтобы после их параллельного соединения общее сопротивление оказалось равным 4 Ом. [N = 6 ] 3.95. Напряжение между точками А и В цепи (рис. 81) равно 220 В.
Определите силу тока в каждом из резисторов, если сопротивление всех резисторов одинаково и равно 30 Ом. = 4 А; / 2 = / 3 = 2 А; h = h = h = | a ] 3.96. На рисунке 82 R1 = R2 = = 50 Ом, R3 — 100 Ом, C = 60 нФ.
Определите ЭДС £ источника, пренебрегая его внутренним сопротивлением, если заряд на конденсаторе Q = 2,64 мкКл. [£ = 220 В] 3.97. Определите ток короткого замыкания 1К З батареи из двух аккумуляторов с ЭДС £г = 12 В и $2 = = 6 В (рис. 83), если их внутренние сопротивления гл = 2 Ом и г9 = 1 Ом.
[*к.з= 2 А] Рис. 81 Рис. 83 А 0- С + _ D — 0 Рис. 84 3.98. Определите внутреннее сопротивление и ЭДС батареи, состоящей из трех источников (рис. 84), если ЭДС источников £1 = 6В, £2 = Ю В и £г = 8 В, а их внутренние сопротивления равны 0,2 Ом. [гб = 0,3 Ом; £ = 10 В] 3.99. Определите сопротивление внешней цепи, при которой сила тока в ней будет одинакова при параллельном и последовательном соединении п одинаковых источников ЭДС в батарею, если внутренние сопротивления источников одинаковы и равны г. [Я = г] 3.100. Батарея из п источников с одинаковыми ЭДС £ и внутренними сопротивлениями г подключается к резистору сопротивлением R. Определите напряжение на внешней час- 155 ти цепи: 1 ) при последовательном соединении источников ЭДС; 2) при параллельном соединении источников ЭДС.
[ 1 ) и г = n£R R + nr 9 2 ) ^ 2 = - ^ 7 1 д + - J 3.101. Два источника, ЭДС которых £г = 2В и ё2 = 4 В, соединены, как показано на рисунке 85. Внешнее сопротивление R = 1 Ом, а внутренние сопротивления источников гг = г2 = г = = 0,5 Ом. Определите силы токов, протекающих через внешнее сопротивление (IR) и источники ( / 2, / 2). [IR = 2,4 А; / 2 = 0,8 А; / 3 = 3,2 А] 3.102. Два источника с ЭДС ^ = 5 В и f 2 = 3 В и внутренними сопротивлениями rl = 1 Ом и г2 = 0,5 Ом включены параллельно резистору сопротивлением R = 3 Ом. Определите силу тока I через это сопротивление. [/ = 1,1 А] 3.103. На рисунке 8 6 £л = 10 В, £2 = 20 В, ё3 = 40 В, а сопротивления Rt = R2 = Rz = R = 10 Ом. Определите силы токов, протекающих через сопротивления (/) и через источники ЭДС (/').
Внутренние сопротивления источников ЭДС не учитывать.
[Ix = 1 А; / 2 = 3 А; / 3 = 2 А; / ; = 2 А; / ' = О; / ' = 3 А] 3.104. К концам проводника сопротивлением R = 6 Ом приложено напряжение U = 12 В. Определите за время t = = 0,5 мин: 1) заряд, прошедший по проводнику; 2) работу тока.
[1) Q = 60 Кл; 2) Л = 720 Дж] 3.105. Определите расстояние L, на которое можно передавать электрическую энергию от источника ЭДС £ = 10 кВ с помощью алюминиевых проводов, сечение которых *S = 1 мм2, чтобы на нагрузке сопротивлением R = 2 кОм выделялась мощность Р = 10 кВт. Внутренним сопротивлением источника пренебречь. Удельное сопротивление алюминия р = 26 нОм • м.
[L = 43,7 км] ^2 Рис. 85 Рис. 86 156 3.106. Два цилиндрических проводника из меди и нихрома одинаковой длины и одинакового сечения соединены один раз последовательно, другой — параллельно. Определите отношение мощностей для этих проводников при указанных соединениях, если удельное сопротивление меди рх = 17 нОм • м, нихрома р2 = 1 мкОм • м. [ Р х/ Р 2 - 0,017; Р х/Р 2 — 58,8] 3.107. Определите КПД г| электродвигателя подъемного крана, работающего под напряжением U = 380 В, если груз массой т = 1,5 т кран поднимает равномерно на высоту h = 20 м за время t = 1 мин. Сила тока в обмотке электродвигателя / = 20 А. [ц = 0,646] 3.108. Источник ЭДС (£ = 220 В) с внутренним сопротивлением г = 2 Ом замкнут на внешнее сопротивление R = 300 Ом.
Определите полную мощность Р и полезную мощность Рпол источника ЭДС. [ Р = 160 Вт; Рпол = 159 Вт] 3.109. Определите внутреннее сопротивление г источника тока, если во внешней цепи при силе тока 11 — 2 А развивается мощность тока Р х = 8 Вт, а при силе тока / 2 = 3 А — мощность Р2 = 9 Вт. [г = 1 Ом] 3.110. В электрическом чайнике мощностью Р = 2 кВт нагревают воду массой т = 1,8 кг от начальной температуры tx = 20 °С до кипения. Определите время t> за которое закипит вода, если КПД чайника г\ = 0,7, а удельная теплоемкость воды с = 4,19 кДж/(кг*К). Какова сила тока, протекающего по спирали, если напряжение U = 220 В? [t = 431 с; / = 9,09 А] 3.111. Определите длину I нихромовой проволоки сечением S = 0 ,1 мм2, необходимую для изготовления нагревателя, с помощью которого можно за t = 4 мин вскипятить воду массой т = 1,6 кг, взятую при температуре tl = 20 °С. Напряжение в сети U = 220 В, КПД нагревателя ц = 0,85, удельное сопротивление нихрома р = 1 мкОм • м (р считать постоянным), удельная теплоемкость воды с = 4,19 кДжДкг • К). [I = 2,55 м] 3.112. Определите внутреннее сопротивление г батареи аккумуляторов, если при ее поочередном замыкании на резисторы сопротивлениями Rx и R2 выделяется одинаковое количество теплоты. [г = Jr iR 2 \ 3.113. Электрический чайник содержит две обмотки. При включении одной обмотки вода в чайнике закипает за время tx = 2 мин, при включении второй — за t2 = 3 мин. Определите время t, за которое закипит вода в чайнике, если обмотки соединить: 1 ) последовательно; 2 ) параллельно. [1 ) £ 3 = 3 мин; 2 ) £ 4 = 1,2 мин]

3.114. Платина и серебро приведены в контакт. Определите контактную разность потенциалов между металлами, если работа выхода электронов из металлов соответственно равна: для платины 6,3 эВ, для серебра 4,7 эВ. [<ppt - <pAg = 1,6 В] 3.115. Определите работу выхода А электрона из цинка, если скорость вылетающего электрона и = 8,89 ■ 105 м/с и он обладает энергией Е = 10-18 Дж. [А = 6,4 • 10“ 19 Дж = 4 эВ] 3.116. Определите потенциал ионизации атома водорода, если минимальная скорость umin электрона, необходимая для его ионизации, составляет 2,19 Мм/с. \Ut = 13,6 В] 3.117. Определите температуру, при которой атомы водорода имеют среднюю кинетическую энергию поступательного движения, достаточную для ионизации. Потенциал ионизации атома водорода Ut = 13,6 В. [ Т = 1,05 • 105 К] 3.118. Определите термоэлектродвижущую силу £т термопары железо—констант, если холодный слой термопары находится в сосуде с тающим льдом, а горячий спай — при температуре t2 = 200 °С. Постоянную термопары а принять равной 5,3 • 10 5 В/К. [£т = 1,06 • 10‘ 2 В] 3.119. Определите промежуток времени £, за который при электролизе водного раствора хлорной меди СиС12 на катоде при силе тока I = 2,5 А выделится медь массой тп = 5 г. Молярная масса меди М = 63,5 • 10_3 кг/моль. [t = 1,68 ч] 3.120. Определите, во сколько раз электрохимический эквивалент серебра больше электрохимического эквивалента меди. Молярные массы M Ag = 108 • 10-3 кг/моль, М Си = = 63,5 • 10"3 кг/моль. [В 3,4 раза] 162 3.121. С помощью электролиза было добыто серебро массой т1 = 3 кг. Определите массу т2 меди, которую можно получить, пропуская через соответствующий электролит то же количество электричества. Молярная масса серебра M j = 108- Ю 3 кг/моль, меди — М 2 = 63,5 • 10"3 кг/моль.
[ т 2 = 0,882 кг] 3.122. Производя электролиз воды при силе тока I = 2,5 А, за время t = 30 мин под давлением р = 120 кПа получили кислород объемом V = 0,5 л. Определите температуру кислорода.
[Т = 309 К] 3.
. Металлическое изделие покрывают слоем никеля (валентность никеля п = 2 ) при плотности тока j в электролитической ванне 0,35 мА/мм2. Определите время t, за которое толщина h слоя никеля достигнет 50 мкм. Молярная масса никеля М = 58,7 • 10_3 кг/моль, его плотность р = 8 ,8 г/см3.
[t = 68,8 мин] 3.124. Определите количество электроэнергии W> которую следует затратить для выделения в процессе электролиза алюминия массой тп = 1 кг, если электролиз проводится при напряжении U = 10 В, а КПД процесса г\ = 0,7. Молярная масса алюминия М = 27 ■ 10_3 кг/моль, его валентность п = 3.
[ W = 1,53 ■ 108 Дж = 42,5 кВт • ч] 3.125. Две электролитические ванны ( 1 и 2 ) с растворами хлористого железа FeCl2 и хлорного железа FeCl3 соединены последовательно. Определите массу железа, выделившегося на каждом аноде, и хлора на каждом катоде при пропускании через них заряда Q = 9 МКл. Молярная масса железа M Fe = 55,8 • 10_3 кг/моль, хлора М С1 = 35,5 «Ю-3 кг/моль.
[(mFe)i = 2,61 кг; (mFe)2 = 1,74 кг; т С1 = 3,32 кг]

3.126. Определите индукцию Б0 магнитного поля в вакууме, если магнитная индукция В в однородной и изотропной среде с магнитной проницаемостью р = 2 составляет 10 мТл.
[ В 0 — 5 мТл] 3.127. Определите индукцию В однородного магнитного поля, если на активную часть проводника с током I = 10 А длиной I = 10 см, расположенного под углом а = 45° к линиям магнитной индукции, действует сила F = 50 мН. [ В = 0,707 Тл] 3.128. Проводник с током I = 40 А расположен перпендикулярно к линиям индукции магнитного поля (В = 5 мТл). Определите длину активной части проводника, если на него со стороны поля действует сила F = 20 мН. [I = 10 см] 3.129. Сила тока / в горизонтально расположенном проводнике длиной / = 10 см и массой т = 5 г равна 15 А. Определите индукцию В магнитного поля, в которое следует поместить проводник, чтобы он находился в равновесии. [ В = 32,7 мТл] 3.130. Проводник длиной I = 10 см (он может перемещаться без трения) с током I = 20 А находится в однородном магнитном поле (В = 10 мТл), перпендикулярном плоскости контура. Определите работу А, совершенную источником тока, если проводник переместился на расстояние s = 5 см. [А = 1 мДж] 3.131. Определите индукцию В магнитного поля прямого тока в вакууме в точке, находящейся на расстоянии г = 1 0 см от проводника, если по проводнику течет ток I = 60 А.
[ В = 0,12 мТл] 3.132. Индукция В однородного магнитного поля в вакууме на расстоянии г = 2,5 см от бесконечно длинного проводника с током равна 0,4 мТл. Определите силу тока I в проводнике.
[/ = 50 А] 3.133. Определите магнитную индукцию В в вакууме на расстоянии г = 2 0 см от бесконечно длинного прямого проводника с током, если диаметр проводника d — 4 мм, а плотность тока у в проводнике равна 1 А/см2. [В = 0,126 мкТл] 3.134. Два бесконечно длинных прямых провода с токами 1г = 60 А и / 2 = 30 А, тёкущими в противоположных направлениях, расположены в воздухе на расстоянии г —1 0 см друг от друга. Определите магнитную индукцию В поля, создаваемого обоими токами в точке А, которая лежит посередине между проводами. [В = 360 мкТл] 175 3.135. Два бесконечно длинных прямых провода с токами 11 = 60 А и / 2 = 30 А, текущими в одинаковом направлении, расположены в воздухе на расстоянии г = 10 см друг от друга. Определите магнитную индукцию В поля, создаваемого обоими токами в точке А, которая лежит посередине между проводами.
[ В = 120 мкТл] 3.136. Два бесконечно длинных прямых проводника с токами 11 = 60 А и / 2 = 30 А, текущими в одинаковом направлении, находятся на расстоянии г = 9 см друг от друга в воздухе. Определите, на каком расстоянии d от первого проводника находится точка А, расположенная вдоль прямой, соединяющей эти проводники, в которой индукция магнитного поля равна нулю.
[d = 6 см] 3.137. Два бесконечно длинных прямолинейных проводника, по которым в противоположных направлениях текут токи = 10 А и / 2 = 20 А, находятся в вакууме на расстоянии d = 5 см друг от друга. Определите индукцию магнитного поля в точке А, расположенной на расстоянии гх = 4 см от первого проводника и г2 = 3 см от второго. [В = 0,142 мТл] 3.138. По двум бесконечно длинным прямым параллельным проводникам, расстояние между которыми в вакууме d = 15 см, текут токи 1Х = 70 А и / 2 = 50 А в одинаковом направлении.
Определите магнитную индукцию В в точке А, удаленной на = 20 см от первого и г2 = 30 см от второго проводника.
[ В = 178 мкТл] 3.139. Магнитная индукция В в центре кругового проволочного витка в вакууме, по которому течет ток I = 1 А, составляет 6,28 мкТл. Определите радиус витка. [R = 10 см] 3.140. Магнитная индукция В в центре кругового проводника длиной I = 20 см равна 15 мкТл. Определите диаметр d проводника, если плотность тока в нем у = 0 ,1 А/мм2.
[d = 5,51 мм] 3.141. С о л е н о и д без сердечника д л и н о й I = 1,2 м изготовлен из вплотную прилегающей алюминиевой проволоки диаметром d = 0,4 мм. Определите индукцию В магнитного поля внутри соленоида, если диаметр витка D = 3 см и на концах проводника поддерживается разность потенциалов U = 10 В. Удельное сопротивление алюминия 26 нОм • м. [ В = 537 мкТл] 176 3.142. Магнитная индукция В в центре кругового проволочного кольца с током I = 10 А из медной проволоки сечением S = 0,4 мм2 составляет 5 мкТл.
Определите разность потенциалов U между концами проволоки, образующей кольцо. Удельное сопротивление меди р = 17 нОм • м. [U = 3,35 В] 3.143. Два кольцевых проводника радиусом R = 5 см с токами 1г = 2 А и / 2 = 3 А расположены в вакууме в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (рис. 91). Определите индукцию В магнитного поля в центре этих колец. [ В = 21,5 мкТл] 3.144. Круговой виток радиусом R = 10 см расположен относительно бесконечно длинного провода так, что его плоскость параллельна проводу. Перпендикуляр, восставленный на провод из центра витка, является нормалью к плоскости витка. Сила тока в проводе 1Х = 4 А, сила тока в витке / 2 = 5 А. Расстояние от центра витка до провода d — 15 см. Определите магнитную индукцию в центре витка. [В = 99,4 мкТл] 3.145. Длинный прямой соленоид без сердечника из проволоки диаметром d = 0,3 мм намотан так, что витки вплотную прилегают друг к другу. Пренебрегая толщиной изоляции провода, определите индукцию В магнитного поля внутри соленоида при силе тока I = 5 А. [В = 20,9 мТл] 3.146. Индукция В магнитного поля на оси бесконечно длинного соленоида без сердечника при силе тока I = 1 А составляет 3,14 мТл. Определите диаметр провода, из которого изготовлена однослойная обмотка соленоида, если ее витки плотно прилегают друг к другу. [d = 0,4 мм] 3.147. Определите магнитную индукцию В на оси бесконечно длинного соленоида с никелевым сердечником, если на единицу длины соленоида приходится п = 1 0 0 витков, сила тока в обмотке соленоида I = 5 А, а магнитная проницаемость никеля р = 200. [В = 0,126 Тл] 3.148. Два параллельных проводника длиной I = 1 м каждый находятся в вакууме на расстоянии d = 1 0 см друг от друга.
По проводникам текут противоположно направленные токи.
Определите силу тока / 2 во втором проводнике, если сила взаимодействия между проводниками F = 10 мН, а сила тока в первом проводнике 1Х = 50 A. [J2 = 100 А] 1 2 -7 1 6 5 177 3.149. Два параллельных проводника с одинаковыми токами находятся на расстоянии г = 8 см друг от друга и притягиваются с силой F = 1 мН. Определите силу тока в проводниках, если длина I каждого из них 4 м, а токи имеют одинаковое направление. [I = 10 А] 3.150. По прямому длинному, горизонтально расположенному проводу пропускают ток 1г = 20 А. Под проводом на расстоянии R = 1 см находится параллельный ему алюминиевый провод, по которому течет ток / 2 = 2 А. Определите, какой следует выбрать площадь поперечного сечения S алюминиевого провода, чтобы удержать его незакрепленным. Плотность алюминия р = 2,7 г/см3. [S = 3,02 • 10~8 м2] 3.151. Два параллельных прямых проводника, по которым текут токи 1г = 20 А и / 2 = 50 А, находятся в вакууме на расстоянии г = 50 см друг от друга. Определите силу, действующую на единицу длины проводника. [400 мкН/м] 3.152. Определите силу тока в воздушных проводах троллейбусной линии, если они расположены друг от друга на расстоянии d = 0,6 м и на каждый элемент Al = 1 м длины проводов действует сила AF = 1,34 Н. [1 = 2 кА] 3.153. Вычислите значение магнитной постоянной р0.
[|i0 = 4п • 10- 7 Гн/м] 3.154. Определите силу Лоренца 7^, действующую на протон, влетевший со скоростью v = 1 Мм/с в однородное магнитное поле с индукцией В = 0,1 Тл под углом а = 60° к линиям индукции. [1,39 • 10" 14 Н] 3.155. Протон и электрон влетают в однородное магнитное поле с одинаковой скоростью перпендикулярно линиям магнитной индукции. Определите отношение радиусов кривизны траекторий протона и электрона. [1830] 3.156. Протон, ускоренный разностью потенциалов U = = 1 кВ, влетая в однородное магнитное поле с магнитной индукцией В = 0,1 Тл, движется по окружности. Определите радиус этой окружности. [R = 4,57 см] 3.157. Определите угловую скорость о) вращения протона по окружности, которую он описывает в однородном магнитном поле с индукцией В = 5 мТл. [со = 5 • 105 с-1] 3.158. Заряженная частица с кинетической энергией Ек = = 500 эВ движется в однородном магнитном поле по окружнос178 ти радиусом R = 0,5 м. Определите силу, действующую со стороны поля на частицу. [Fjj = 3,2 • 10“ 16 Н] 3.159. Электрон, ускоренный разностью потенциалов U = = 1 кВ, движется в вакууме параллельно прямолинейному длинному проводнику на расстоянии г = 2,5 см от него. Определите силу F, действующую на электрон, если ток в проводнике / = 20 A. [F = 4,8 • 10" 16 Н] 3.160. Электрон влетает в однородное магнитное поле с индукцией В = 0,1 мТл со скоростью v = 2 Мм/с под углом а = 60° к вектору В. Определите радиус R витка и шаг h спирали, по которой будет двигаться электрон. [R = 9,86 см; h — 35,8 см] 3.161. Электрон движется в однородном магнитном поле с индукцией В = 0,1 мТл по винтовой линии (см. рис. 89). Определите скорость v электрона, если шаг h винтовой линии равен 20 см, а радиус витка R = 5 см. [и = 1,04 Мм/с] 3.162. Определите скорость v, с которой должен двигаться перпендикулярно скрещенным под прямым углом однородным электрическому (Е = 150кВ/м) и магнитному (В = 0,1 Тл) полям пучок заряженных частиц, чтобы этот пучок не отклонялся. [v = 1,5 Мм/с] 3.163. Покоящийся в начальный момент протон ускоряется однородным электрическим полем. Через время t = 0,1 с он влетает в магнитное поле с индукцией В = 2 мТл, которое перпендикулярно электрическому. Как и во сколько раз отличаются в этот момент нормальная ап и тангенциальная ах составляющие ускорения? [В 1920 раз] 3.164. Определите магнитный момент рт кольца диаметром d = 25 см при силе тока в нем I = 15 А. [рт = 736 мА • м2] 3.165. Определите радиус R плоской катушки, имеющей N = 50 витков, если при силе тока I = 1 А магнитный момент катушки рт = 0,628 А • м2. [R = 20 см] 3.166. В однородное магнитное поле с магнитной индукцией В = 10 мкТл помещена квадратная рамка со стороной а = 15 см.
Определите магнитный поток Ф, пронизывающий рамку, если нормаль к плоскости рамки составляет с направлением магнитного поля угол а = 30°. [Ф = 195 нВб] 3.167. Магнитный момент рт соленоида без сердечника длиной I = 50 см равен 0,4 А «м2. Определите поток Ф магнитной индукции через площадь поперечного сечения этого соленоида.
[Ф = 1 мкВб] 12* 179 3.168. Соленоид без сердечника содержит N = 300 витков и имеет длину / = 50 см. Определите полный магнитный поток Ф, пронизывающий соленоид, если площадь поперечного сечения соленоида S = 20 см2 и сила тока I = 2 А. [Ф = 905 мкВб] 3.169. Электрон, влетая в однородное магнитное поле с индукцией В = 1 мТл, движется по окружности. Определите радиус R этой окружности, если магнитный момент рт эквивалентного кругового тока равен 12 пА • м2. [R = 92,4 см] 3.170. Прямоугольная рамка со сторонами а = 10 см и Ъ = 15 см, содержащая N = 50 витков, помещена во внешнее однородное магнитное поле с индукцией В = 0,1 Тл. Нормаль к рамке составляет с направлением магнитного поля угол а = я /6 .
Определите вращающий момент сил, действующих на рамку, если по ней течет ток I = 2 А. [М = 75 мН • м] 3.171. Прямоугольная рамка со сторонами а = 10 см и Ъ = = 15 см, содержащая N = 100 витков, помещена во внешнее однородное магнитное поле с индукцией В = 0,2 Тл. Определите максимальный вращающий момент, действующий на рамку в этом поле, если сила тока в рамке I = 1 A. [ ^ max = Н • м] 3.172. На квадратную рамку со стороной а = 15 см, находящуюся в однородном магнитном поле с индукцией В = 0,2 Тл, нормаль к которой составляет с линиями магнитной индукции угол а = 45°, действует вращающий момент М = 2,25 мН*м.
Определите плотность тока у в рамке, если площадь сечения проводника Snp, из которого изготовлена рамка, равна 3 мм2, [у = 2,36 А/мм2] 3.173. Определите работу перемещения проводника с током I = 2 А в магнитном поле, если магнитный поток АФ, пересеченный движущимся проводником, составляет 0,01 Вб.
[А = 20 мДж] 3.174. Определите работу А , которую надо совершить при перемещении проводника длиной I = 0,2 м с током I = 5 А на расстояние а = 10 см, если индукция В однородного магнитного поля равна 0,1 Тл. Проводник движется перпендикулярно линиям магнитной индукции. [А = 10 мДж] 3.175. В однородном магнитном поле перпендикулярно линиям магнитной индукции расположен прямой проводник длиной I = 40 см, по которому течет ток I = 2 А. Определите индукцию В магнитного поля, если работа А сил поля по перемещению проводника на расстояние а = 5 см равна 0,1 мДж.
[В = 2,5 мТл]

3.176. Определите размерность — .
3.177. Проводящий контур в виде витка радиусом R = 2 см расположен перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля. Определите ЭДС электромагнитной индукции, возникающей в витке, если за время Af = 0,15 с магнитная индукция равномерно возрастает от В х = 0,1 Тл до В2 = 0,55 Тл.
[ft = 3,77 мВ] 3.178. Проводящий контур в виде витка обладает электрическим сопротивлением R = 1 Ом. Определите заряд AQ, прошедший через поперечное сечение проводника, если магнитный поток сквозь виток равномерно увеличился от Фх = 20 мкВб до Ф2 = 50 мкВб. [AQ = 30 мкКл] 3.179. В однородном магнитном поле находится плоский виток (*S = 2 см2), расположенный перпендикулярно линиям магнитной индукции. Сопротивление витка R = 2 Ом. Определите силу тока через виток, если скорость изменения магнитной ин- д д дукции — = 0,2 Тл/с. [ / = 20 мкА] 3.180. В однородном магнитном поле находится медное кольцо (р = 17нОм*м) диаметром D = 25 см и толщиной d = 2,5 мм, расположенное перпендикулярно линиям магнитной индукции. Определите, какова должна быть скорость изменения магнитной индукции во времени, чтобы индукционный 3.181. В однородном магнитном поле с индукцией В = = 0 ,1 Тл находится прямоугольная рамка с подвижной стороной, длина которой 1 = 20 см. Определите ЭДС ft индукции, возникающей в рамке, если ее подвижная сторона перемещается перпендикулярно линиям магнитной индукции со скоростью v = 5 м/с. [ft = 0,1 В] 3.182. Определите угол а, под которым следует передвигать проводник длиной I = 40 см со скоростью v = 5 м/с к линиям магнитной индукции, если магнитная индукция однородного магнитного поля В = 0,5 Тл, а на концах проводника возникает ЭДС электромагнитной индукции St = 0,5 В. [а = 30°] ток в кольце I был равен 5 А.
188 3.183. Прямолинейный проводник длиной I = 0,4 м гибкими проводами подсоединен к источнику ЭДС ^ = 6 В и находится в однородном магнитном поле (В = 0,1 Тл), направленном перпендикулярно чертежу к нам. Сила тока I в проводнике, когда он движется перпендикулярно линиям магнитной индукции со скоростью v = 5 м/с, равна 2 А. Определите внутреннее сопротивление г источника ЭДС, если сопротивление внешней цепи R = 2,7 Ом. [г = 0,2 Ом]

Ответы к задачам по физике Трофимова from zoner

Категория: Физика | Добавил: Админ (09.08.2016)
Просмотров: | Теги: трофимова | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar