Тема №7381 Ответы к задачам по физике Трофимова (Часть 5)
Поиск задачи:

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

3.184. В однородном магнитном поле (В = 0,2 Тл) в плоскости, перпендикулярной линиям магнитной индукции, равномерно с частотой п = 6 с- 1 вращается проволочное кольцо площадью S = 100 см2. Определите мгновенное значение ЭДС электромагнитной индукции в момент времени, когда нормаль к кольцу составляет с вектором В угол а = 60°. [£. = 0,653 В] 3.185. В однородном магнитном поле с индукцией В = = 0,1 Тл в плоскости, перпендикулярной линиям магнитной индукции, равномерно вращается рамка, которая содержит N = = 100 витков, плотно прилегающих друг к другу. Площадь рамки S = 200 см2. Определите частоту п вращения рамки, если максимальная ЭДС, индуцируемая в ней, (^)тах = 6,28 В.
[п = 5 с-1] 3.186. В однородном магнитном поле с индукцией В = = 0,1 Тл с частотой п = 300 мин- 1 равномерно вращается прямоугольная рамка. Площадь рамки S = 100 см2. Определите число N витков рамки, плотно прилегающих друг к другу, если максимальная ЭДС, индуцируемая в рамке, (£*)тах = 6,28 В.
[N = 200] 3.187. Проволочное кольцо равномерно вращается в однородном магнитном поле с индукцией В = 0,1 Тл в плоскости, перпендикулярной линиям магнитной индукции, с частотой п = 300 мин-1. Определите радиус кольца, если максимальная ЭДС (£*)тах, индуцируемая в кольце, составляет 0,395 В.
[г = 20 см] 3.188. В однородном магнитном поле с индукцией В = = 0,1 Тл равномерно с частотой п = 300 мин- 1 в плоскости, перпендикулярной линиям магнитной индукции, вращается рамка площадью S = 100 см2, содержащая N = 100 витков, которые плотно прилегают друг к другу. Сопротивление рамки R = 1,57 Ом. Определите максимальную силу тока / тах, возникающего в рамке. [ /тах = 2 А] 189 3.189. Определите индуктивность L катушки, в которой при токе I = 2 А полный магнитный поток Ф сквозь катушку равен 0,02 Вб. [L = 10 мГн] 3.190. Длинный соленоид индуктивностью L = 2 мГн содержит N = 1000 витков. Площадь поперечного сечения *S = 25 см2.
Определите магнитную индукцию В поля внутри соленоида, если сила тока /, протекающего по его обмотке, равна 5 А.
[ В = 4 мТл] 3.191. Длинный соленоид индуктивностью L = 1 мГн содержит N = 500 витков. Площадь поперечного сечения соленоида S = 20 см2. Определите силу тока I в соленоиде, если индукция магнитного поля внутри соленоида В = 1 мТл. [/ = 1 А] 3.192. Определите индуктивность L соленоида без сердечника с числом витков N = 500, диаметром d = 2,5 см и длиной I = 25 см. [L = 617 мкГн] 3.193. Соленоид площадью поперечного сечения 8=15 см2 и длиной I = 40 см обладает индуктивностью L = 0,8 мГн. Определите число N витков соленоида. [N = 412] 3.194. В соленоиде с индуктивностью L = 0,1 мГн течет ток I = 2 А. Определите среднее значение ЭДС самоиндукции, возникающей в соленоиде, если за время At = 250 мкс ток при выключении уменьшается до нуля. [<£g> = 0,8 В] 3.195. Определите индуктивность L соленоида, если при равномерном изменении силы тока от 1Х = 2 А до / 2 = 5 А за время At = 0,03 с в соленоиде возникает ЭДС самоиндукции ё8 = 60 В. [L = 0,6 Гн] 3.196. Определите время At, за которое в катушке индуктивностью L = 0,2 Гн произойдет нарастание тока от нуля до 10 А, если при этом возникает средняя ЭДС самоиндукции 20 В.
[At = 0 , 1 с] 3.197. В катушке индуктивностью L = 0,4 Гн возникает средняя ЭДС самоиндукции 10 В. Определите среднюю скорость 3.198. В соленоиде без сердечника, содержащем N = 500 витков, при увеличении силы тока за время At = 2 с магнитный поток увеличился на 2 мВб. Определите среднюю ЭДС самоиндукции |<£s>|, возникающую в соленоиде. [|<£s>| = 0,5 В] нарастания тока в катушке 190 3.199. Повышающий трансформатор работает от сети с напряжением Ux = 220 В. Определите коэффициент трансформации k, если напряжение U 2 на зажимах вторичной обмотки при холостом ходе трансформатора составляет 880 В. [k = 0,25] 3.200. Трансформатор с коэффициентом трансформации k = 0,12 понижает напряжение с 220 В до 12 В. Сопротивление первичной обмотки трансформатора R2 = 4 Ом. Пренебрегая потерями энергии в первичной обмотке, определите силу тока / 2 во вторичной обмотке. [ / 2 = 3,6 А] 3.201. Автотрансформатор, понижающий напряжение с U1= 5 кВ до U2 = 110 В, содержит в первичной обмотке = = 3000 витков. Сопротивление вторичной обмотки R2 = 0,5 Ом, а сопротивление внешней цепи (в сети пониженного напряжения) R = 10 Ом. Пренебрегая сопротивлением первичной обмотки, определите число витков N 2 во вторичной обмотке трансформатора. [iV2 = 192] 3.202. Определите коэффициент полезного действия rj трансформатора, если сила тока в его первичной обмотке 1У = 1 А, напряжение на ее концах Ux = 220 В, во вторичной обмотке соответственно / 2 = 10 A, U2 = 16 В. [ц = 0,727] 3.203. По обмотке соленоида индуктивностью L = 0,1 Гн течет ток I = 5 А. Определите энергию W магнитного поля соленоида. [ W = 1,25 Дж] 3.204. Определите энергию W магнитного поля в соленоиде, содержащем N = 1000 витков, если сила тока I в обмотке соленоида равна 2 А, а магнитный поток сквозь его поперечное сечение Фг = 100 мкВб. [ W = 0,1 Дж] 3.205. Определите силу постоянного тока через обмотку соленоида, если энергия магнитного поля соленоида W = 0,4 Дж, а полный магнитный поток Ф, пронизывающий соленоид, равен 0,2 Вб. [ / = 4 А] 3.206. В обмотке соленоида, находящейся под постоянным напряжением, за время t = 0 , 0 1 с выделяется количество теплоты, равное энергии магнитного поля в сердечнике. Определите сопротивление обмотки, если индуктивность соленоида L = 0,2 Гн. [Я = 10 Ом] 3.207. Соленоид без сердечника длиной I = 0,6 м и площадью поперечного сечения S = 10 см2 содержит N = 600 витков. Определите энергию W магнитного поля внутри соленоида, если по обмотке соленоида течет ток / = 5 A. [ W — 9,42 мДж] 191 3.208. Определите энергию W магнитного поля соленоида, в котором при плотности постоянного тока j = 50 А /м 2 полный магнитный поток Ф = 0,01 Вб. Радиус проводника обмотки соленоида г = 0,6 мм. [ W = 0,283 мкДж] 3.209. Соленоид длиной I = 0,5 м и площадью поперечного сечения S = 2 см2 имеет индуктивность L = 0,1 мГн. Определите объемную плотность w энергии магнитного поля внутри соленоида, если сила тока в обмотке этого соленоида I = 2 А.
[iv = 2 Дж/м3] 3.210. Индуктивность L соленоида длиной I = 0,5 м и площадью поперечного сечения S = 5 см2 равна 0,2 мкГн. Определите силу тока / в обмотке соленоида, при которой объемная плотность энергии w магнитного поля внутри соленоида будет равна 0,1 мДж/м3. [ / = 0,5 А] 3.211. Соленоид без сердечника с однослойной обмоткой из проволоки радиусом г = 0,1 мм имеет длину I = 60 см и поперечное сечение S = 30 см2. Определите, при каком напряжении U в обмотке за время t = 30 мс выделится количество теплоты, равное энергии магнитного поля внутри соленоида, если по обмотке течет ток I = 1,5 A. [ U = 11,3 В]

4.1. Материальная точка совершает гармонические колебания, описываемые уравнением х = 0,1 cos (4nt + 7Г/12), см. Определите: 1) амплитуду А колебаний; 2) циклическую частоту со0; 3) частоту v колебаний; 4) период Т колебаний; 5) начальную фазу ф.
4.2. Запишите уравнение гармонических колебаний материальной точки, если максимальное отклонение от положения равновесия составляет 5 см и за время t = 1,5 мин совершается 180 колебаний. [х = 0,05cos 4nt, м] 4.3. Запишите уравнение гармонического движения материальной точки, совершающей колебания с амплитудой 5 см, если за время t — 1 мин совершается 60 полных колебаний, а начальная фаза колебаний ф = 15°. [x(t) = 0,05cos (2nt + тс/12), м] 4 .4 . Материальная точка совершает гармонические колебания согласно уравнению х = A sin соt. Определите минимальное время от начала колебаний, за которое смещение колеблющейся Ответ: (d2 - d j ^ = 7 м; (d2 - d1)min = 3,5 м.
ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ 204 точки составит половину амплитуды, если период колебаний т = 12с. [ t - g - l c ] 4.5. Уравнение гармонического колебательного движения материальной точки имеет вид х = 0,01 cos (2тit + п/8), м. Определите: 1) смещение материальной точки х 0 из положения равновесия в начальный момент времени; 2) период колебаний Т.
[1) х 0 = 9,24 мм; 2) Т = 1 с] 4.6. Материальная точка совершает гармонические колебания с амплитудой А = 5 см и циклической частотой со0 = 3к с-1.
Запишите уравнение движения точки, если ее движение начинается из положения х 0 = 4,33 см. [х = 0,05 cos (Зя* + я/6), м] 4.7. Материальная точка совершает гармонические колебания, описываемые уравнением х = A sin соt. В какой-то момент времени смещение точки от положения равновесия х х = 10 см.
При возрастании фазы колебания в два раза смещение х 2 = 16 см. Определите амплитуду А гармонических колебаний. [А = 16,7 см] 4.8. Материальная точка совершает гармонические колебания по закону х = 0,02 cos (nt + тс/З), м. Определите скорость и ускорение материальной точки в момент времени t = 2 с.
[ v = -5,44 см/с; а — - 9,86 см/с2] 4.9. Материальная точка совершает гармонические колебания с амплитудой А = 3 см и периодом Т = 2 с. Определите для точки: 1) максимальную скорость: 2) максимальное ускорение.
[1) v = 9,42 см/с; 2) а = 29,6 см/с2] 4.10. Материальная точка совершает гармонические колебания по закону х = 0,04 cos (Зти* + л/12), м. Определите скорость v и ускорение а в момент времени t = 3 с. [и = 3,25 см/с; а = 3,81 см/с2] 4.11. Материальная точка совершает гармонические колебания с начальной фазой, равной нулю. В некоторый момент времени максимальная скорость материальной точки vmax = = 9,42 см/с, а ее максимальное ускорение атах = 29,6 см/с2.
Определите частоту v колебаний. [v = 0,5 Гц] 4.12. Тело массой тп = 200 г, подвешенное к упругой пружине, совершает гармонические колебания. Определите жесткость k пружины, если за время t = 3 мин число полных колебаний равно 200. [k = 9,74 Н/м] 205 4.13. Железный шарик, подвешенный к спиральной пружине, совершает вертикальные колебания. Определите, как изменится период колебаний, если вместо железного шарика (плотность рх = 7,9 г/см3) к пружине подвесить алюминиевый шарик (плотность р2 = 2,6 г/см3) такого же радиуса. [Тг/Т2 = 1,74] 4.14. Если увеличить массу груза, подвешенного к спиральной пружине, на Ат = 400 г, то частота колебаний уменьшается в п = 3 раза. Определите массу т первоначально подвешенного груза. [т = 50 г] 4.15. К спиральной пружине подвешен груз массой т = = 2 кг. Определите период Т вертикальных колебаний груза, если пружина под влиянием силы F = 3H растягивается на величину Ах = 2 см. [Т = 0,726 с] 4.16. Определите период колебания груза на упругой пружине, если при его подвешивании пружина в положении равновесия удлинилась на х 0 = 62,2 мм. [Т = 0,5 с] 4.17. Математический маятник длиной I = 99,4 см за время t = 1,5 мин совершает N = 45 полных колебаний. Определите: 1) период Т колебаний маятника; 2) ускорение свободного падения g в месте нахождения маятника. [1) Т — 2 с; 2) g = 9,81 м /с2] 4.18. Определите отношение длин двух математических маятников, если периоды их колебаний отличаются в 2,5 раза.
[6,25] 4.19. Период колебаний первого математического маятника = 3 с, второго Т2 = 4 с. Определите период Т колебаний маятника, длина которого равна сумме длин обоих маятников.
[Т = 5 с] 4 .2 0 . Определите, во сколько раз изменится частота гармонических колебаний математического маятника при уменьшении его длины на 20%. [Увеличится в 1,12 раза] 4.21. Два математических маятника, длины которых отличаются на АI = 32 см, совершают за одно и то же время — один N x = 20 колебаний, другой — N 2 = 1 2 колебаний. Определите длины 1Х и 12 маятников. [ij = 18 см; 12 = 50 см] 4 .22. Материальная точка массой m = 0,5 кг совершает гармонические колебания с амплитудой А = 20 см. Определите частоту v колебаний, если максимальная сила Fmax, действующая на материальную точку, равна 10 мН. [v = 0,504 Гц] 206 4.23. Определите полную энергию материальной точки мас- 4.24. Материальная точка массой т = 50 г, которая совершает гармонические колебания, описываемые уравнением х = 0,3 cos 5nt0, м. Определите полную энергию Е колеблющейся точки. [Е = 555 мДж] 4.25. Материальная точка массой т = 50 г совершает гармонические колебания с периодом Т — 1с. Определите амплитуду А колебаний, если полная энергия колеблющейся материальной точки Е = 0,25 мДж. [А = 15,9 см] 4.26. Материальная точка массой тп = 100 г совершает гармонические колебания, описываемые уравнением х = 0,3 cos Зл£, м.
Определите полную энергию колеблющейся материальной точки.
[Е = 399 мДж] 4.27. Гиря, подвешенная к спиральной пружине, совершает вертикальные колебания с амплитудой А = 8 см. Определите полную энергию Е гири, если жесткость пружины k = 500 Н/м.
[Е = 1,6 Дж] 4.28. Груз подвешен к спиральной пружине жесткостью k = 500 Н/м и совершает гармонические колебания. Определите амплитуду А колебаний груза, если максимальная кинетическая энергия груза Е к =0,9 Дж. [А = 6 см] ^ш-av 4.29. Полная энергия Е материальной точки, совершающей гармонические колебания, равна 6 мкДж, а максимальная возвращающая сила, действующая на точку, Fmax = - 0,3 мН. Запишите уравнение движения этой точки, если период Т колеба- 4.30. Груз, подвешенный на спиральной пружине жесткостью k = 0,2 Н/см, совершает гармонические колебания с амплитудой А = 3 см. Определите массу тп груза, если максимальная скорость груза Утах = 12 см/с. [тп = 1,25 кг] 4.31. На горизонтальной пружине жесткостью k = 800 Н/м укреплен шар массой М = 3 кг, лежащий на гладком столе, по которому он может скользить без трения. Пуля массой тп — 10 г, летящая с горизонтальной скоростью v0 = 550 м/с и имеющая в момент удара скорость, направленную вдоль оси пружины, сой тп, колеблющейся по закону х = A cos со0^- шах 207 попала в шар и застряла в нем. Пренебрегая массой пружины и сопротивлением воздуха, определите: 1) амплитуду колебаний шара; 2) период колебаний шара. [1) А = 11,2 см; 2) Т = 0,385 с] 4.32. Два одинаково направленных гармонических колебания одинаковой циклической частоты с амплитудами А х = 3 см и А 2 = 5 см имеют разность фаз Дф = 60°. Определите амплитуду А результирующего колебания. [А = 6,44 см] 4.33. Определите разность фаз Дф двух одинаково направленных гармонических колебаний одинаковой частоты и амплитуды, если амплитуда их результирующего колебания равна 0,6 амплитуды складываемых колебаний. [Дф = 145°] 4.34. Разность фаз Дф двух одинаково направленных гармонических колебаний одинакового периода Т = 2 с и одинаковой амплитуды 10 см составляет к/4. Запишите уравнение движения, получающееся в результате сложения этих колебаний, если начальная фаза первого колебания равна нулю.
[х = 18,5 cos (nt + я/8), см] 4.35. Складываются два гармонических колебания одного направления, описываемых уравнениями х х = 3 cos 2 см и х 2 = 3 cos (2nt + тс/4), см. Определите для результирующего колебания: 1) амплитуду; 2) начальную фазу. Запишите уравнение результирующего колебания и представьте векторную диаграмму сложения амплитуд. [1) А = 5,54 см; 2) ф = я/8; х = 5,54 cos (2nt + я/8), см] 4.36. Результирующее колебание, получающееся при сложении двух гармонических колебаний одного направления, мало отличающихся по частоте, описывается уравнением вида х = A cos t cos 50t. Определите циклические частоты складываемых колебаний. [а>х = 51 с-1; а>2 = 49 с-1] 4.37. Определите длину звуковой волны в воде (скорость звука в воде v = 1450 м/с), если частота v источника колебаний составляет 725 Гц. [А, = 2 м] 4.38. Определите скорость распространения звука в воде, если длина волны X = 2,5 м, а частота колебаний источника v = 580 Гц. Определите также наименьшее расстояние между 208 точками среды, которые колеблются в одинаковой фазе, [и = 1450 м/с; х — 2,5 м] 4.39. Расстояние между двумя соседними гребнями волны в море составляет 80 см. Определите скорость v распространения волн, если за время t = 15 с поплавок совершает на волнах 7V = 30 колебаний. [и = 1,6 м/с] 4.40. Определите разность фаз Дф колебаний двух точек, лежащих на луче на расстоянии Ах = 0,5 м друг от друга, если длина волны Х = 4м. [Дф = тс/4] 4.41. Скорость звука в воде v = 1450 м/с. Определите расстояние Аху на котором находятся ближайшие точки, совершающие колебания в противоположных фазах, если частота колебаний v = 580 Гц. [1,25 м] 4.42. Определите, во сколько раз изменится длина ультразвуковой волны при переходе ее из меди в сталь, если скорости распространения ультразвука в меди и стали соответственно равны vx = 3,6 км/с ии 2 = 5,5 км/с. [В 1,53 раза] 4.43. Звуковые колебания во второй среде имеют длину волны, вдвое меньшую, чем в первой. Определите, во сколько раз изменится скорость распространения звуковой волны при переходе из первой среды во вторую. [vx/v2 = 2] 4.44. Плоская поперечная волна распространяется вдоль прямой, совпадающей с положительным направлением оси х в среде, не поглощающей энергию, со скоростью v = 5 м/с. Амплитуда колебаний точек среды А = 10 см, период колебаний Т = 2 с. Запишите уравнение волны и определите длину волны.
^y(Xy t) = 0,1 cos ^яt — ^ х^ м; X = 10 mJ 4.45. Определите длину волны, если смещение у частицы из положения равновесия, которое находится от источника колебаний на расстоянии х = 10 см, через промежуток времени t = ТуЗ (Т — период колебаний) равно половине амплитуды.
[X = 0,6 м] 4.46. Определите разность фаз Дф двух точек, лежащих на луче и отстоящих друг от друга на расстоянии Ах = 50 см, если при частоте v = 300 Гц волна распространяется со скоростью v = 150 м/с. [Аф = 2я] 1 4 - 7 1 6 5 209 4.47. Человеческое ухо воспринимает звуки частотой от vx = 16 Гц до v2 = 20 кГц. Определите длины волн Хг и Х2, отвечающие этим частотам. Скорость звука в воздухе v = 340 м/с.
4.48. Длина волны X, возбуждаемой ультразвуковым генератором в алюминии при частоте v = 100 кГц, равна 5,1 см. Определите скорость v звука в алюминии. [v = 5,1 км/с] 4.49. Два когерентных источника колеблются в одинаковых фазах с частотой v = 500 Гц. Определите, при какой наименьшей разности хода, не равной нулю, будет наблюдаться интерференционный максимум, если скорость распространения волн в непоглощающей энергию среде v = 1 км/с.
[(d2 - 4|)max = 2 м] 4.50. Два когерентных источника колеблются в одинаковых фазах с частотой v = 500 Гц. Определите, при какой наименьшей разности хода, не равной нулю, будет наблюдаться интерференционный минимум, если скорость распространения волн в непоглощающей энергию среде v = 1 км/с.
[(d2 - d,)min = 1 м] 4.51. Разность хода (d2 - d1) двух когерентных волн в данной точке составляет 4 м. Наблюдается в данной точке интерференционный максимум или минимум, если длина волны Х=2м? 4.52. От одного источника до рассматриваемой точки звук доходит за время tx = 1 с, от второго источника до этой же точки звук доходит за время t2 = 1,1 с. Наблюдается в данной точке интерференционный максимум или минимум, если волны с длиной волны X = 8,5 м когерентны, а скорость звука v = 340 м/с? [Наблюдается максимум] 4.53. Один конец упругого стержня соединен с источником гармонических колебаний, подчиняющихся закону £ = = А cos со£, а другой его конец жестко закреплен. Учитывая, что отражение в месте закрепления стержня происходит от менее плотной среды, запишите уравнение стоячей волны.
^у(х9 t) — 2А cos ^ х • cos oat J 4.54. Найдите амплитуду и выведите условие для координат пучностей и узлов стоячей волны, которая получается при с ложе- 210 нии двух плоских волн, распространяющихся навстречу друг другу вдоль оси х без затухания. Амплитуды и частоты складываемых волн одинаковы, их начальные фазы равны нулю.
0/1 2п 2A cos -j-x х узл = ± ( к + | ) | (fe = 0, 1, 2, ...), x a= ± k \ (k = О, 1, 2, ...)] 4.55. Определите длину X бегущей волны, если в стоячей волне расстояние между первой и пятой пучностями составляет 40 см. [X = 20 см] 4.56. Определите длину X бегущей волны, если в стоячей волне расстояние между первым и восьмым узлами составляет 35 см. [X = 140 см] 4.57. Расстояние I между двумя соседними пучностями стоячей волны, создаваемой камертоном в воздухе, равно 40 см.
Определите частоту v колебаний камертона, если скорость звука в воздухе v = 340 м/с. [v = 425 Гц]

4.58. Электрический заряд на обкладках конденсатора в колебательном контуре изменяется по следующему закону: Q = 0,2 cos 200 nt, мкКл. Определите амплитуду колебаний заряда Qm на обкладках конденсатора; частоту v0 электромагнитных колебаний в контуре. [Qm = 0,2 мкКл; v0 = 100 Гц] 4.59. Определите время t от начала колебаний, за которое заряд на обкладках конденсатора в колебательном контуре будет равен половине амплитудного значения заряда. Частота колебаний в контуре v0 = 26 кГц. [t = 6,41 мкс] 4.60. Электрический заряд на обкладках конденсатора в колебательном контуре изменяется по следующему закону: Q = 0,3 cos (2nt + я/3), мКл. Определите: амплитуду колебаний заряда Qm на обкладках конденсатора; циклическую частоту со0; частоту v0; период Т и начальную фазу ср колебаний заряда; амплитуду I m силы тока в контуре. [Qm = 0,3 мКл; со0 = 5п с-1; v0 = 2,5 Гц; Т = 0,2 с; ср = тс/З рад; I m = 1,5л мА] 4.61. Сила тока в колебательном контуре со временем изменяется согласно уравнению I = 0,2 sin 300я£, А. Определите амплитуду силы тока / т ; частоту v0 и период Т колебаний.
[/т = 0,2 A; v0 = 150 Гц; Т — 6,67 мкс] Ответ: v = 2 МГц.
ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ 222 4.62. Определите индуктивность L колебательного контура, если его электроемкость С = 5 мкФ, а частота v свободных электромагнитных колебаний равна 3 кГц. [L = 563 мкГн] 4.63. Ток в колебательном контуре изменяется со временем по закону I = 3cos 600 t, А. Определите индуктивность L контура, если электроемкость С его конденсатора равна 5 мкФ.
[L = 0,556 Гн] 4.64. Определите период Т незатухающих колебаний в контуре, если максимальный заряд Qm на обкладках конденсатора равен 50 нКл, а максимальная сила тока в контуре / т = 2,5 А.
[Т = 1,26 • 10-7 с] 4.65. Пренебрегая сопротивлением колебательного контура, содержащего катушку индуктивностью L = 0,5 Гн и конденсатор емкостью С = 2 мкФ, определите максимальное напряжение Um на обкладках конденсатора, если максимальная сила тока I m в контуре равна 1 А. [Um= 500 В] 4.66. Идеальный колебательный контур содержит конденсатор электроемкостью С = 10 мкФ (заряжен до максимального напряжения Um = 200 В) и катушку индуктивностью L = 1 мГн.
Определите максимальный заряд конденсатора Qm и максимальный ток в контуре 7m. [Qm = 2 мКл; / т = 20 А] 4.67. Конденсатор электроемкостью С = 5 нФ зарядили до напряжения Um = 100 В и замкнули на катушку индуктивностью L = 0,5 мГн. Считая сопротивление контура ничтожно малым, определите амплитудное значение I m силы тока в колебательном контуре. [ /т = 0,1 А] 4.68. Уравнение изменения со временем напряжения на обкладках конденсатора в колебательном контуре Uc = = 50 cos 800 Ktt В. Электроемкость конденсатора С = 1 мкФ.
Пренебрегая сопротивлением контура, определите: 1) период колебаний; 2) индуктивность контура; 3) закон изменения со временем силы тока в цепи. [Т = 2,5 мс; L = 1,56 Гн; I =■ 0,126 cos (800 nt + п/2), А] 4.69. В цепь переменного тока с частотой v = 50 Гц включен конденсатор. Пренебрегая активным сопротивлением, определите электроемкость С конденсатора, если вольтметр, подклю- 223 ченный к этой цепи, показывает напряжение U = 220 В, а амперметр показывает силу тока I = 1 А. [С = 14,5 мкФ] 4.70. В цепь переменного тока с частотой v = 50 Гц включена катушка индуктивности. Пренебрегая активным сопротивлением, определите индуктивность L катушки, если вольтметр, подключенный к этой цепи, показывает напряжение U = 220 В, а амперметр показывает силу тока I = 1 A. [L —0,7 Гн] 4.71. Два конденсатора электроемкостью Сг = 3 мкФ и С2 = 6 мкФ включены последовательно в цепь переменного тока напряжением U = 220 В и частотой v = 50 Гц. Определите силу тока в цепи. [/ = 0,138 А] 4.72. В цепь переменного тока с частотой v = 50 Гц последовательно включены резистор сопротивлением R = 100 Ом, катушка индуктивностью L = 0,5 Гн и конденсатор емкостью С = 10 мкФ. Определите: 1) реактивное индуктивное сопротивление Rl ; 2) реактивное емкостное сопротивление Rc; 3) полное сопротивление Z цепи переменного тока. [1) Rl = 157 Ом; 2) R c = 318 Ом; 3) Z = 190 Ом] 4.73. К зажимам генератора подключен конденсатор электроемкостью С = 0,1 мкФ. Определите амплитудное значение напряжения Um на зажимах, если амплитудное значение силы тока 1т = 3,14 А, а частота v = 10 кГц. [Um = 500 В] 4.74. В цепь колебательного контура, содержащего последовательно соединенные резистор сопротивлением R = 40 Ом, катушку индуктивностью L = 0,36 Гн и конденсатор емкостью С = 28 мкФ, подключено внешнее переменное напряжение с амплитудным значением U m = 180 В и частотой со = 314 рад/с.
Определите: 1) амплитудное значение силы тока 1т в цепи; 2 ) сдвиг ср по фазе между током и внешним напряжением.
[1) / т = 4,5 А; 2) я> = - I е] 4.75. В цепь переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц последовательно включены резистор сопротивлением R = 100 Ом, катушка индуктивностью L = 0,5 Гн и конденсатор емкостью С = 10 мкФ. Определите амплитудное значение: 1) силы тока в цепи; 2 ) падения напряжения в активном сопротивлении; 3) падения напряжения на конденсаторе; 4) падения напряжения на катушке. [1) I = 1,16 А; 2) UR = 116 В; ш 3) U с = 369 В; 4) U L = 182 В] '-'т т 224 4.76. В цепь переменного тока частотой v = 50 Гц последовательно включены резистор сопротивлением R = 100 Ом и конденсатор. Определите электроемкость С конденсатора, если сдвиг по фазе между колебаниями напряжения и силы тока составляет ф = -к/3. [С = 55,1 мкФ] АЛ. Колебательный контур содержит конденсатор электроемкостью С = 2 мкФ и катушку индуктивностью L = 2 мГн.
Пренебрегая сопротивлением контура, определите резонансную частоту электромагнитных колебаний. [vpe3 = 1,01 кГц] 4.78. В цепь переменного тока с частотой v = 50 Гц последовательно включены резистор сопротивлением R = 50 Ом, катушка индуктивности и конденсатор электроемкостью С = = 10 мкФ. Определите индуктивность L катушки, если в цепи наблюдается резонанс. [L = 1,01 Гн] 4.79. В цепь переменного тока с частотой v = 50 Гц последовательно включены резистор сопротивлением R = 50 Ом, катушка индуктивностью L = 1 Гн и конденсатор электроемкостью С = 10 мкФ. Определите амплитудное значение напряжения Um, если амплитудное значение силы тока 1т = ЗА.
[Um- 151 В] 4.80. В цепь переменного тока последовательно включены резистор, конденсатор и катушка индуктивности. Определите сопротивление R резистора, если при амплитудном значении внешнего напряжения Um = 155 В амплитудное значение силы тока при резонансе (Гт )ре3 = 3,1 A. [R = 50 Ом] 4.81. Генератор, частота которого v = 50 кГц и амплитудное значение напряжения Um = 120 В, включен в резонирующую цепь, электроемкость которой С = 10 мкФ. Определите амплитудное значение напряжения на конденсаторе Uc , если актив- m ное сопротивление цепи R = 12 Ом. [Uс = Ш 3,18 кВ] 4.82. Вольтметр, включенный в цепь переменного тока, показывает U = 220 В. Определите максимальное значение напряжения в цепи. [311 В] 4.83. Определите момент времени от начала колебаний, когда мгновенное значение силы переменного тока i станет равным его действующему значению /, если период колебаний Т силы тока равен 2 с. [t = 0,25 с] 1 5 - 7 1 6 5 225 4.84. В цепь переменного тока с частотой v = 50 Гц и действующим значением напряжения U = 120 В последовательно включены резистор сопротивлением R = 10 Ом и катушка индуктивностью L = 0,1 Гн. Определите амплитудное значение силы тока 1т в цепи. [ /т = 5,15 А] 4.85. Определите среднюю мощность, выделяемую в цепи переменного тока с активным сопротивлением R = 0,1 Ом, если амперметр, включенный в цепь, показывает значение 1 А.
[ < Р > = о,1 Вт] 4.86. В колебательном контуре, содержащем катушку индуктивностью L = 6 мкГн, конденсатор электроемкостью С = = 1,2 нФ и резистор сопротивлением R = 0,2 Ом, поддерживаются незатухающие колебания. Определите амплитудное значение напряжения на катушке U Т , если средняя мощность <Р>, потребляемая колебательным контуром, составляет 2 мВт.
[U = 10 В] 4.87. Определите коэффициент мощности электрической цепи переменного тока, если средняя потребляемая мощность <Р> = 1,76 кВт, а вольтметр и амперметр, подключенные к цепи, показывают соответственно 220 В и 10 A. [cos <р = 0,8] 4.88. В неразветвленной цепи переменного тока (рис. 95) действующие значения напряжения на участках цепи соответственно равны UR = 40 В, UL = 80 В и Uc = 50 В. Определите полное напряжение в цепи U^ [UАВ = 50 В] 4.89. В неразветвленной цепи переменного тока (рис. 96) действующие значения напряжения на участках цепи соответственно равны UR = 20 В; UL = 30 В и Uc = 15 В. Определите коэффициент мощности cos cp. [cos ф = 0 ,8 ] 4.90. Скорость распространения электромагнитных волн в некоторой среде равна 150 Мм/с. Определите длину X электромагнитных волн в этой среде, если частота их колебаний в вакууме v0 = 3 МГц.
[X = 50 м] 4.91. Электромагнитная волна с частотой v = 9 МГц переходит из немагнитной среды с диэлектрической проницаемостью £ = 1,5 в вакуум. Определите разность длин волн АХ в э т о й среде и вакууме.
[АХ = 6,12 м] 0—CZD— |-0 Рис. 95 A R L \\ В 0— L - 0 Рис. 96 226 4.92. Колебательный контур содержит конденсатор электроемкостью С = 2,5 пФ и катушку индуктивностью L = = 10 мкТл. Пренебрегая сопротивлением, определите длину электромагнитных волн, излучаемых колебательным контуром в вакууме. [Х0 = 94,2 м] 4.93. Электроемкость переменного конденсатора приемника изменяется от Сх до С2 = 36 С1. Определите диапазон длин волн контура, если электроемкости Сх конденсатора соответствует длина волны Хг = 5 м. [От 5 до 30 м] 4.94. Пренебрегая сопротивлением колебательного контура, определите длину X электромагнитной волны в вакууме, на которую настроен контур, если максимальный заряд на обкладках конденсатора Qm = 25 нКл, а максимальная сила тока в контуре 1т = 2 А. [Х0 = 23,6 м] 4.95. Колебательный контур содержит конденсатор и катушку индуктивностью L = 2 мГн. Пренебрегая сопротивлением, определите электроемкость С конденсатора, если длина электромагнитных волн, излучаемых колебательным контуром в вакууме, = 750 м. [С = 79,2 пФ] 4.96. Пренебрегая активным сопротивлением контура, определите длину волны Х0 в вакууме, на которую настроен колебательный контур с индуктивностью L = 5 мкГн, если максимальная сила тока в контуре 1т = 2 А, а максимальное напряжение на конденсаторе Um = 220 В. [Х0 = 85,6 м] 4.97. Длина X электромагнитной волны в вакууме, на которую настроен колебательный контур, равна 47,1 м. Пренебрегая сопротивлением контура, определите максимальную силу тока 1т в контуре, если максимальный заряд Qm на обкладках конденсатора равен 25 нКл. [Jm = 1 А] 4.98. Определите скорость распространения электромагнитных волн v в немагнитной среде с диэлектрической проницаемостью е = 2 ,2 . [и = 2 , 0 2 • 1 0 8 м/с] 4.99. В вакууме вдоль оси х распространяется плоская электромагнитная волна. Определите амплитуду Вт индукции магнитного поля электромагнитной волны, если амплитуда Ет напряженности электрического поля волны равна 9 В/м.
[JBm = 30 нТл] 15 227 4.100. В вакууме вдоль оси х распространяется плоская электромагнитная волна. Определите амплитуду Ет напряженности электрического поля электромагнитной волны, если амплитуда Вт индукции магнитного поля волны равна 40 нТл.
[Ет = 12 В/м] 4.101. Определите среднюю энергию W, переносимую электромагнитной волной через поверхность, площадь которой S = 1,5 см2 за время t = 5 с, если поверхностная плотность потока излучения (интенсивность излучения) 1 = 1 мВт/м2.
[W = 0,75 мкДж] 4.102. Определите поверхностную плотность потока электромагнитного излучения (интенсивность излучения) I в вакууме, если средняя объемная плотность энергии электромагнитной волны равна 3 • Ю-10 Дж/м3. [I = 0,09 Вт/м2] 4.103. Амплитуда напряженности Ет электрического поля электромагнитной волны в вакууме равна 10 В/м. Определите поверхностную плотность I потока излучения. [I = 0,266 Вт/м2]

5.1. Определите скорость v распространения света в среде, абсолютный показатель преломления которой п = 1 ,6 .
[v = 1 ,8 8 - 1 0 8 м/с] 5.2. Определите абсолютный показатель преломления п воды, если длина волны желтого света в вакууме 583 нм, а в воде X — 438 нм. [п = 1,33] 5.3. Свет падает из воды (абсолютный показатель преломления 1,33) в алмаз (абсолютный показатель преломления 2,42).
Определите относительный показатель преломления сред.
[п = 1,82] 5.4. Луч света переходит из бензола (абсолютный показатель преломления пх = 1,5) в воду (п2 = 1,33). Определите угол преломления у луча, если угол падения а = 45°. [у = 52,9°] 5.5. Луч света переходит из воды (абсолютный показатель преломления п1 = 1,33) в алмаз (п2 = 2,42). Определите угол падения а луча, если угол преломления у = 30°. [а = 65,5°] 5.6. Луч света падает на границу раздела двух сред под углом а = 34°. Определите показатель преломления п2 второй среды, если показатель преломления пг первой среды равен 2,42, а отраженный и преломленный лучи взаимно перпендикулярны. [п2 = 1,63] 5.7. Световой луч падает на поверхность алмаза (показатель преломления пх = 2,42) под углом 04 = 40°. Определите, под каким углом а2 он должен упасть на поверхность воды (показатель преломления п2 = 1,33), чтобы угол преломления в алмазе был равен углу преломления в воде. [а2 = 20,7°] 5.8. На стеклянную призму с показателем преломления п = 1,6 и преломляющим углом А = 50° под углом аг = 30° падает монохроматический луч света. Определите угол (р отклонения луча призмой. [ср = 37,5°] 5.9. Монохроматический луч света падает на боковую грань равнобедренной призмы с преломляющим углом А = 30° и после преломления идет параллельно основанию призмы. Определите угол ф отклонения луча призмой, если показатель преломления п материала призмы равен 1,7. [ф = 2 2 ,2 °] 5.10. На грань стеклянной призмы с показателем преломления п = 1 , 6 нормально падает монохроматический луч света.
237 Определите угол отклонения ср луча призмой, если ее преломляющий угол А =15°. [ф = 9 ,5 ° ] 5.11. Монохроматический луч света падает нормально на вертикальную грань призмы с показателем преломления п = 1 , 6 и преломляющим углом А = 30°. Определите угол ф отклонения луча призмой. [ф = 23,1°] 5.12. Определите предельный угол апр при переходе светового луча из алмаза (абсолютный показатель преломления п1 = 2,42) в стекло (п2 = 1,5). [апр = 38,3°] 5.13. Предельный угол полного отражения на границе алмаз — жидкость апр = 42°. Определите показатель преломления жидкости пж, если показатель преломления алмаза п = 2,42. [пж = 1,62] 5.14. Луч света переходит из алмаза в воздух. Определите скорость v света в алмазе, если предельный угол апр = 24,4°.
[и = 1,24 • 108 м/с] 5.15. Определите преломляющий угол А призмы из стекла с показателем преломления п = 1 ,6 , если монохроматический луч света падает нормально на одну из граней призмы и выходит из призмы вдоль другой грани. [А = 38,7°] 5.16. Определите угол а падения светового луча на плоское зеркало, чтобы угол у между отраженным лучом и поверхностью зеркала составил 20°. [у = 70°] 5.17. Луч света падает на плоское зеркало под углом otj = 30°. Определите изменение угла между падающим и отраженным лучами, если луч будет падать на зеркало под углом а2 = 45°. [у = 30°] 5.18. Определите, на какой угол у повернется луч, отраженный от плоского зеркала, если зеркало повернуть на угол а =15°. [у = 30°] 5.19. В коридоре висит зеркало, верхний край которого находится на уровне волос верхней части головы человека ростом h = 160 см. Определите наименьшую длину I зеркала, при которой человек смог увидеть себя в полный рост. [I = 80 см] 5.20. Два плоских зеркала образуют двугранный угол А = 50°. На одно из зеркал под углом ах = 20° падает световой луч. Определите угол ф поворота отраженного луча после его отражения от обоих зеркал. [ф = 2 А и не зависит от угла падения луча на зеркало] 238 5.21. Радиус кривизны вогнутого сферического зеркала равен 30 см. Определите, на каком расстоянии а от полюса зеркала следует поместить предмет, чтобы его действительное изображение было в два раза больше предмета. [а — 22,5 см] 5.22. Вогнутое сферическое зеркало дает на экране 10-кратное действительное увеличение, когда предмет находится на расстоянии а = 33 см от полюса зеркала. Определите: 1) фокусное расстояние f зеркала; 2) радиус кривизны R этого зеркала.
[/ = 30 см; R = 60 см] 5.23. Расстояние а от предмета до вогнутого сферического зеркала равно двум радиусам кривизны зеркала. Определите расстояние b от изображения предмета до полюса зеркала и 5.24. Радиус R кривизны вогнутого сферического зеркала равен 45 см. Определите, на каком расстоянии а от полюса зеркала следует поместить предмет, чтобы его изображение было мнимым и увеличенным в три раза. [а = 15 см] 5.25. Определите расстояние а, на котором следует поместить предмет от полюса вогнутого сферического зеркала с фокусным расстоянием f = 30 см, чтобы изображение предмета совпало с самим предметом. Постройте изображение.
[а = 60 см] 5.26. На расстоянии а = 30 см от полюса выпуклого сферического зеркала с радиусом кривизны R = 40 см поставлен предмет, высота которого h = 20 см. Определите: 1) расстояние b от полюса зеркала до изображения; 2) высоту Н изображения.
[1) Ь = 12 см; 2) Н = 8 см] 5.27. Определите, во сколько раз высота изображения предмета, находящегося на расстоянии а = 60 см от полюса выпуклого сферического зеркала с фокусным расстоянием / = 60 см, меньше высоты самого предмета. [В 3 раза] 5.28. Определите расстояние а предмета от полюса выпуклого сферического зеркала с фокусным расстоянием f = 60 см, если его изображение в два раза меньше самого предмета.
[а = 60 см] постройте изображение предмета.
239 5.29. На горизонтальном дне бассейна глубиной h = 80 см лежит плоское зеркало. Луч света входит в воду под углом а = 45°. Определите расстояние s от места вхождения луча в воду до выхода его на поверхность воды после отражения от зеркала. Показатель преломления воды п = 1,33. [s = 1 м] 5.30. Луч света падает под углом а = 30° на плоскопараллельную стеклянную пластинку с показателем преломления п = = 1,5. Определите толщину d пластинки, если прошедший ее луч, выходя параллельно падающему лучу, имеет боковое смещение h = 9,7 мм. [d = 5,02 см] 5.31. Луч света падает на плоскопараллельную стеклянную пластинку с показателем преломления п = 1,7 и толщиной d = 1 см под углом а = 44°. Определите боковое смещение h луча, прошедшего сквозь эту пластинку. [h = 3,74 см] 5.32. Определите глубину Л, на которой кажется расположенной монета, лежащая на глубине Н = 90 см, если угол а между лучом зрения и вертикалью составляет 45°. Показатель преломления воды п = 1,33. [h = 56,5 см] 5.33. Определите истинную глубину Н озера, если его кажущаяся глубина h = 1 м и угол между лучом зрения и вертикалью составляет у =60°. Показатель преломления воды п = 1,33. [Н = 2,45 м] 5.34. Предмет высотой h = 10 см расположен перед двояковыпуклой линзой, имеющей оптическую силу Ф = 2 дптр. Определите фокусное расстояние f линзы и высоту изображения предмета, если линейное увеличение линзы Г = 1,5.
[/ = 50 см; Н = 15 см] 5.35. Предмет находится на расстоянии d = 1,1 м от экрана.
Где следует поместить собирательную линзу, чтобы получить 1 0 -кратное увеличение предмета? [b —1 м] 5.36. Предмет находится на расстоянии d = 1 м от экрана.
Определите оптическую силу Ф линзы, если она дает 5-кратное увеличение. [Ф = 7,2 дптр]

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