Тема №9739 Решение задач по физике 420 (Часть 3)
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Решение задач по физике 420 (Часть 3) из предмета Физика и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Решение задач по физике 420 (Часть 3), 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.

301. Рассчитать электроёмкость батареи конденсаторов ( 4мкФ, 8мкФ, 6мкФ) при последовательном их соединении и при параллельном.

С = С1С2С3/(С1С22С31С3) = 1,846мкФ; С = С12 +С3 = 18мкФ

302. Каким должен быть радиус шара, чтобы его электроёмкость в вакууме равнялась 1Ф?

С = 4πεε0R, откуда R = 9х109м = 9 000 000км.

53. Закон Ома для участка цепи.

303. Сколько электронов проходит через поперечное сечение проводника за 1 мкс при силе тока 32 мА?

N = It/e = 3.2х10-2 х 10-6/ 1,6х10-19 = 2х1011

304. Определить скорость электронов в проводе сечением 5мм2 при силе тока 10А, если n = 5х1028м-3.

I = enVS, V = I/enS = 0,25х10-3м/с = 0,25мм/с

305. Определить силу тока в медном проводнике длиной 5м и сечением 3мм2, на концах которого напряжение 12мВ.

I = U/R = US/ρL = 0,424А

306. Определить напряжённость поля в стальном проводнике сечением 2мм2 при силе тока 4А и длине 5м . ____

E = U/d = IR/d = IρL/Sd. Подставив d = √4S/π , получим Е = 750В/м .

307. Медный и алюминиевый проводники одинаковой длины включены в сеть параллельно, причём диаметр медного проводника больше алюминиевого в 2 раза. Определить силу тока в медном проводнике, если в алюминиевом он составляет 100мА. ρа = 0,028 Ом мм2/м, ρм = 0,017.

Ia/Iм = ρмSa / ρaSм; Испоьзовали: I=U/R, R = ρL/S, учитывая S = πd2/2,получим:

Ia/Iм = ρм da /ρadм = ρм / 4ρа = 0,152.

Im = Ia/0,152 = 657,9мА.

54. Электрические цепи. Работа и мощность тока.

308. Два проводника соединены последовательно. R1 =2 Ом, R2 = 4 Ом, I= 3A. Опр. R, U1, U2, P2.

R = 6Om, U1 = I1R1 = 6B, U2 = I2R2 = 12B, P2 = I2U2 = 36Вт.

309. Та же задача, только проводники соединены параллельно.

R = 4/3 Ом, U1 = 6B, U2 = 6B, I = I1 + U2/R2 = 4,5A, P2 = 9Вт.

310. R1 = 1Om, R2 = 2Om, R3 = 3Om, t = 1мин, I2 =2A. Опр: R, I, U, P3, A2. (Рисунок)

R = 2,2 Om, I = I2 + I2R2/R3 = 10/3 A,

U = U1 + U2 = IR1 + I2R2 = 21/3 B

P3 = I32R3 = I3U3 = 16/3 Вт

А2 = I2U2t = 480Дж

311. R1 = 1Om, R2 = 2Om, R3 = 3Om, R4 = 4Om, I3 = 4A. Опр: R,I,U.(Рисунок)

R =(R+R2)(R3 + R4) / (R1 + R2 + R3 + R4) = 2,1Om

I1 = U/(R1+R2)= (I3R3+I4R4)/(R1+R2)=28/3A

I = I1+I3= 40/3A

U = I3(R3 +R4)= 28B

312!. R1=2Om, R2 = 4Om,R3 = 6Om,R4 = 8Om, I4=2A, t =5мин. Опр: I, U,R,P3, A2. (Рисунок)

R = R1+ R2R3R4 / (R2R3+R2R4+R3R4) =50/11Om

U4=I4R4 =16B

I1=I= U4/R2 + U4/R3 + U4/R4 = 26/3A

U = U1 + U4 = I1R1 + U4= 100/3B

P3= U42/R3 = 128/3 Вт

А2 = U22 t /R= 19 200Дж

312.* R1 = R= ……= R9 = 1 Om. Опр: R (Рисунок).

R1 = R3,4,5,9 = 3/4Om

R11 = R8,2,5,R1 = 11/15 Om

R = R1 + R7 + R11 = 41/15 Om

313. Какая масса воды должна пройти через плотину высотой 20м, чтобы обеспечить горение лампы накаливания мощностью 60Вт в течении 1 часа, при КПД ГЭС = 50%.

mghxКПД = Pt, m = Pt/ghRКПД = 60х3600/9,8х20х0,5 = 2 204 кг.

314. Два проводника (10 Ом и 15 Ом) включены в сеть напряжением 220В. Определить количество теплоты при последовательном и параллельном их соединении за 1с.

Q1 = U2t /(R1 +R2) = 2202х1 /25 = 1936Дж. Q2 = U2t(R1+R2)/R1R2 = 8 067Дж

315. Какова должна быть сила тока в нагревателе сопротивлением 200 Ом, чтобы в течении 1мин расплавить 500г тающего льда? _____ ________________

Qпл = Qнагр, mλ = I2Rt, I = √mλ/Rt = √0,5х3,3*105/200х60 = 3,71А.

316. Какой длины и поперечного сечения необходимо взять нихромовую проволоку для изготовления электрического нагревателя на 120В, 480Вт? Допускаемая плотность тока i = 10А/мм2.

I = P/U = 480/120 = 4A, i = I/S , S = I/i = 4/10 = 0,4мм2.

L = RS/ρ = US/Iρ = 120х0,4 / (4х 1,1) = 10,9м

55. Закон Ома для полной цепи.

317. Определить ЭДС источника тока, если сторонние силы совершают 60 Дж работы при переносе 10Кл заряда внутри источника.

ε = Аст/q = 6B

318. Определить r , если ЭДС = 12В при R = 5 Ом, I = 2А.

r = ε/I – R = 1 Ом

319. Определить напряжение на зажимах батареи элементов карманного фонаря, если ЭДС = 3,7В, r = 1,5В, R = 11,7Om.

U/R = ε/ (R+r), U = Rε/ (R+r) = 3,28В

320. ЭДС батареи 6В, r = 0,5Om, R = 11,5 Om. Определить падение напряжения внутри батареи.

Согласно формуле №319, U = 5,75В. ∆U = ε – U = 0,25В

321. Какой длины нужен стальной проводник сечением 0,2мм2, чтобы присоединив его к полюсам элемента с ЭДС = 2В и r = 1,2 Ом, получить в цепи силу тока 250мА? ρст = 0,1 Ом мм2

R = ε/I – r , ρL/S = ε/I – r, L = (ε/I – r)S/ρ = 11,3м

322.* К полюсам источника тока присоединяют поочерёдно резисторы сопротивлениями 4,5 и 10 Ом. При этом сила тока в цепи равнялась соответственно 0,2 и 0,1 А . Определить ЭДС и r.

I1R1 + I1r = I2R2 + I2r, откуда: r = (I2R– I1R1) / (I1 – I2) = 1Om,

ε = I1(R1 + r) = 1,1B

323. Аккумулятор с r = 0,4 Ом замкнут на внешнем сопротивлении 12 Ом. Определить КПД аккумулятора.

КПД = Рполезполн = I2R / I2(R + r) = R/(R + r) = 0,968, КПД = 96,8%

324.ε1 = 10В, ε2 = 15В, r1 = 2Om, r2 = 1Om, R1 = 5Om, R2 = 4Om, R3 = 3Om, t = 2c. Опр: I2, U1, P3, Q1.

(Рисунок)

I = (ε2 – ε1) / (R1 + R2R3/ (R2 + R3) +r1+r2 = 0,515A.

U1 = I1R1 = 2,575B

U2=U3 = U – U= 0,883B

I2= U2/R= 0,221A

I3 = U3/R3 = 0,294A

P3 = I3U3 = 0,26Вт

Q1= I12R1t = 2,625Дж

325. ε1 = 5B, ε2=10B, ε3 = 3B, t = 1мин, r1=r2=r3= 2Om, R1=R2=4Om, R3=R4= 6Om. Опр: U1, U4, I2, Q3, A1. (Рисунок)

I = (ε12 – ε3) / {(R1+R4)(R2+R3)/R1+R2+R3+R4}+r1+r2+r3 = 1,091A

U =IR=5,455B

I1=I4= U/(R1+R4) = 0,5455A

I2=I3= U/(R2+R3) = 0,5455A

U1=I1R1 = 2,182B

U4= I4R4= 3,273B

Q3= I32R3t = 107,13Дж

A1= I1U1t = 71,42Дж

56. Сила Ампера. Сила Лоренца.

326. Определить величину и направление силы, действующей на проводник длиной 0,4м при силе тока 3А в магнитном поле с индукцией 3,2Тл. Угол между направлением индукции и силы тока 450.

FA = BI∆Lsinα = 2,7H

327. Максимальный вращающий момент, действующий на рамку площадью 1см2, находящуюся в магнитном поле равен 4 мкН*м. Сила тока, текущего в рамке, 0,5А. Определить магнитную индукцию.

В = М/IS=0,08Тл

328. Показать направления FA, действующей на проводник. (Рисунок)

329. На проводник длиной 50см с током в 2А однородное магнитное поле с В= 0,1Тл действует с силой 0,05Н. Определить угол между I иB.

sinα = FA / BIL = 0,5. α = π/6= 300

330. Электрон движется в вакууме в однородном магнитном поле с индукцией 0,005Тл, его скорость перпендикулярна линиям магнитной индукции и равна 10 000км/с. Определить силу, действующую на этот электрон и радиус окружности по которой он движется.

ma = eVB, mV2/r = eVB, mV= eBr, r = mV/eB = 1,13см. FЛ = eBV = 8х10-15Н

331. В однородном магнитном поле частица движется со скоростью 956км/с по окружности диаметром 20см. Индукция поля 0,1Тл. Что это за частица? Какая сила действует на неё. Почему не меняется радиус кривизны траектории?

d/2 = mV/qB, m/q = (d/2)/(V/B) = dB/2V = 0,105x10-7кг/Кл (протон)

FЛ = qVB = 1,53x10-14H. A = 0 Дж

57. Зависимость сопротивления от температуры.

332. Сопротивление вольфрамовой нити электрической лампы при 330С равна 4 Ом. ОпределитьR0, если температурный коэффициент равен 4,8х10-3К-1.

R0= R/(1+α∆T) = 4/(1+ 4,8х10-3(306 – 273)) = 3,44 Ом

333. Сопротивление вольфрамовой нити при 00С равно 3,6 Ом. Определить сопротивление нити при 2 700К.

R = R0( 1+α∆T) = 45,54 Ом

334. Сопротивление проводника при 200С равно 25Ом, а при температуре 600С равно 20 Ом. Определить α.

25 = R0( 1+20α)

20 = R0( 1+ 60α)

---------------------

1,25 = (1+20α)/( 1+60α) α = - 0,0045K-1

335. Нагреватель электрической плитки из нихрома (α = 10-4К-1) работает при напряжении 220В. Мощность плитки 1 кВт. В рабочем режиме нагреватель имеет температуру 5000С. Определить R0.

U2/P = R0(1+α∆T). R0 = U2/ P(1+α∆T) = 2202/ 1000(1+ 0,0001х500) = 46,1 Ом.

336. Определить α, если при нагревании проводника от 00С до 1000С его сопротивление увеличилось на 0,1%

1,001R0 = R0 (1+α∆T), α = 0,001/100 = 10-5К-1

58. Электрический ток в газах, вакууме.

337. Найти энергию ионизации атома гелия, если потенциал ионизации 24,5 В.

W = eU = 3,92х10-18Дж

338. Какой наименьшей скоростью должен обладать электрон для того, чтобы ионизировать атом водорода? Потенциал ионизации водорода 13,5В. _____

Wk = Wi, mV2/2 = eU V =√2eU/m = 2,2х106м/с

339. Сколько пар ионов возникает под действием ионизатора ежесекундно в 1см3 разрядной трубки, в которой течёт ток насыщения 2х10-7 мА? Площадь каждого электрода 1дм2 и расстояние между ними 5мм.

i = I/S= q/tS = enV/tS= enLS/tS = enL/t, I/S = enL/t, n= It/SeL =

= 2х10-10х1/ (10-2 х1,6*10-19х5*10-3) = 2,5х1013м-3 = 2,5х107см-3 .

340. На каком расстоянии между пластинами площадью по 100см2 установится ток насыщения

10-10А, если ионизатор образует 12,5х106пар/см3 ионов за 1с? 1пара = 2 ионам

L = It/Sen = 10-10х1 / (102х1,6х10-19х 12,5х1061/см2х2) = 2,5х10-3м

341. Какой должна быть напряжённость электрического поля, чтобы длине свободного пробега 0,5мкм электрон смог ионизировать атом газа с энергией ионизации 2,4х10-18Дж?

eU =Wi, eEL = Wi, E =Wi/eL = 3х107В/м

342.* Электрон влетает с начальной скоростью 6х107 м/с в плоский конденсатор параллельно его пластинам, расстояние между которыми 1см, длина конденсатора 5см, разность потенциалов между пластинами 600В. Найти отклонение электрона сразу за пластинами. (Рисунок).

∆х = at2/2, a = Fk/m = eE/m = Ue/dm, t = L/V0.

∆x = eUL2/2dmV02 = 0,004м =4мм.

59. Электрический ток в жидкостях. Электролиз.

343.Никелирование производят током плотностью 100А/м2. Через какое время слой никеля достигнет толщины 0.05мм?

i = I/S, I = iS, m = kIt, ρV = kIt, t= ρV/kI = ρSh/kI = ρh/ki = 8,9х103 х 5х10-5 / (3х10-7х102) =

= 14 800с = 4,11ч

344. При какой плотности тока в растворе AgNO3 толщина выделяющегося серебра растёт со скоростью 1мм/ч?

V= h/t = kIt/ ρSt = ki/ρ, i = ρV/k = (10 500х 10-3/3600)/11,18х10-7 = 2600 А/м2

345. Медь выделяют из раствора CuSO4 при U = 10B. Какой расход электрической энергии на 1 кг меди без учёта потерь?

W = IUt = mUt/kt = mU/k = 1x10/3,3x10-7 = 3,03x10Дж.

346. Какова скорость движения одновалентных ионов в электролите, если концентрация их в растворе 1022см-3, площадь каждого электрода 50см2 и I = 1A?

I = qnVS, V = I/qnS = 1/ (1,6x10-19x1028x5x10-3) = 0,125x10-6м/с = 0,125мкм/с

347. В медной ванне за 20мин выделилось 1,98г меди. Определить мощность при нагреве электролита. Сопротивление раствора 0,8 Ом.

Р = IU = mU/kt = mIR /kt = m2R/k2t2 = (m/kt)2R = 20Вт

348. Через ванну 10мин протекал ток 1А. Сколько атомов металла отложилось на катоде, если металл двухвалентен? Сколько составляет это киломолей?

m = MIt/neNA, N =mNA/M = νNA, m/M = It/neNA, mNA/M = It/ne, N = It/ne =1x600/2x1,6*10-19 =

= 1, 873х1021. ν = N/N= 3,125х10-6кмоль.

349. При проведении опыта по определению электрохимического эквивалента меди было получено: t =20мин, I = 0,5А, масса катода до опыта 70,4г, после опыта 70,58г. Каков k?

∆m = kIt, k =( m2 – m1) / It = 3х10-7кг/Кл

350. Сколько электроэнергии надо затратить для получения 2л водорода при 250С и давлении 100кПа, если электролиз ведётся при напряжении 5В и КПД установки 75%?

W = A/КПД = IUt/КПД =(mUt/kt ) / КПД = mU/(kxКПД) = ρVU/kxКПД =

= 0,09х 2,5х10-3х5/0,0104х10-6х 0,75 = 144 231Дж

60. Электромагнитная индукция.

351. За 5мс в соленоиде, с количеством витков 500, магнитный поток равномерно убывает с 7 до 3 мВб. Определить ЭДС индукции.

εi = (∆Ф/∆t)xN = 400B

352. Сколько витков провода с сечением сердечника 50см2, чтобы в нём при изменении индукции в 1Тл в течении 5мс возбуждалась ЭДС 100В?

εi = ∆ФN/∆t = ∆BSN/∆t. N = εi ∆t / ∆BS = 100.

353. Соленоид, состоявший из 80 витков и имеющий диаметр 8см, находится в однородном магнитном поле с В = 6,03х10-2Тл. Соленоид поворачивают на 1800 в течении 0,2с. Найти среднюю ЭДС индукции.

εi = BSN (cosα2 – cosα1) /∆t = Bπd2(-1 – 1)N /4∆t = Bπd2N/2∆t = 0,24В.

354. Найти ЭДС индукции в проводнике с активной частью 0,25м, перемещающемся в магнитном поле с В = 8мТл со скоростью 5м/с под углом 300 к направлению магнитной индукции.

ε = А/q = qVBLsinα / q = VBLsinα = 0, 005В

355. Определить индуктивность соленоида при I = 5A, если его пронизывает магнитный поток в 50мВб?

Ф = LI, L =Ф/I = 0,01Гн

356. Определить индуктивность проводника при изменении силы тока 2А в течении 0,25с при появлении ЭДС 20мВ.

ε = L∆I/∆t, отсюда L = 2,5х10 -3Гн

357. В катушке с L= 0,4Гн возникла ЭДС 20В. На сколько изменилась сила тока и энергия магнитного поля, если это произошло за 0,2с?

∆I = ε∆t/L = - 10А, W = L∆I2/2 = 20Дж.

61. Механические колебания.

358. Тело массой 2 кг подвешено на пружине и совершает 20 колебаний за 1 мин. Определить период, частоту колебаний, а также коэффициент упругости пружины.

T = t/N = 3c, ν = 1/T = 1/3 Гц, k = 4π2m/T2 = 8,7 Н/м

359. А = 20см, Т = 0,1с, φ0 = 600 . Записать уравнение гармонических колебаний и построить график.

х = 0,2 sin (20πt +π/3). Построить график х=0,2sin 20πt и сместить его влево на π/3.

360. Какой путь проходит точка колеблющейся струны гитары за 0,5с, если амплитуда равна 2мм и частота составляет 1кГц?

S = S1xN = 4Atν = 4м

361. Период колебаний маятника равен 3,6с. Через какое время от начала колебаний смещение маятника будет равным половине амплитуды?

а) х =Аsin ώt, 0,5A = Asinώt, ώt = π/6, t = (π/6) /2πν = 1/12ν = T/12 = 0,3c

б) х = Аcos ώt, -----------------, ώt = π/3, t = ----------------------= T/6 = 0,6c

362. Используя график, написать уравнение гармонических колебаний и определить смещение через 0,75с. (Рисунок)

х = Аsinφ, ώ = 2π / T = 2π.

xt = 2sin2π*0,75 = 2sin2700 = - 2м

363.* В неподвижном лифте висит математический маятник с Т1 = 1с. Куда и как движется лифт, если Т2 = 1,1с? ____

Т1= 2π√L/g . L = gT12/4π2. Увеличение периода произошло из-за уменьшения веса тела. Это может произойти в случае ускоренного движения тела вниз, т.е.

_______ ____________ _______

Т2 =2π√L/(g – a) = 2π√gT12/4π2(g – a) = T1√g/(g – a). a = g – gT12/T22 = 1,7м/с2.

Ответ: Лифт движется вниз с ускорением 1,7м/с2

364. Когда груз неподвижно висел на вертикальной пружине, её удлинение составляло 5см. Затем груз привели в движение. Каков период колебаний этого груза?

___ ________ ___

T = 2π√m/k , mg = kx, k = mg/x, T = 2π√m/(mg/x) = 2π√x/g = 0,45с.

365. Первый маятник имеет период колебаний 3с, второй – 4с. Каков период маятника, составленного из этих двух?

____

T1= 2π√L1/g , L1 = gT12/4π2. _________

T = 2π√(L1 + L2)/g , подставив и сократив, получим

L2 = gT22/4π2. ________

Т = √Т12 + Т22 = 5с.

62. Электромагнитные колебания.

366. Частота свободных колебаний в колебательном контуре 1,55кГц, индуктивность катушки 12мГн. Определить электроёмкость конденсатора.

С = 1 / (4π22) = 0,88x10-6Ф =0,88мкФ. При решении использовалась формула Томсона.

367. Ток в колебательном контуре изменяется согласно уравнению: i = 0,01cos1000t, ёмкость конденсатора 20мкФ. Определить максимальный заряд, индуктивность, построить график i =f(t).

___

ώ = 1000рад/с = 1/√LC , L = 1/106C = 0,05Гн, Im = qmώ, qm = Im /ώ = 0,01/1000 = 10-5Кл.

Для построения графика: Т = 2π/ώ = 0,006с

368. e = 100sin20πt. Определить: εm, e(π/6), T, ν. Через какой минимальный промежуток времени значение ЭДС будет максимальным?

εm = 100B, e(π/6) = 100sinπ/6 = 50B, T = 2π/20π = 0,1c, ν =1/T =10Гц, при π/2 значение sin максимальное, след. 20πt = π/2, откуда через t = 0,025с значение ЭДС будет максимальным.

369. Определить частоту вращения рамки площадью 100см2, если число витков – 50, Еm = 20В,

В = 0,5 Тл.

Еm = BSώ = BS2πνN, ν = Em / BS2πN = 12,7Гц

370. (Рисунок) UAB = 30B, UBC = 40B, UAC = ?

______ ____________ __________

UAC = IZ = I√R2+XL2 = √(IR)2 + (IXL)2 = √UAB2 + UBC2 = 50B

371. (Рисунок) R = 20Om, L = 0,2Гн, С = 100мкФ, UAB =75B, ν = 50Гц. Опр: I,φ, UR, UL, UC.

ώ = 2πν = 314рад/с, Х= ώL = 63Ом, ХС = 1/ώС = 32Ом.

_____________

Z = √R2 + (XL – XC)2 = 37Om/

I = U/Z = 2A, tgφ = (XL – XC)/R = 1,55. φ = 570

UR = IR =40B, UL = IXL = 126B, UC = IXC = 64B.

372. Катушка сопротивлением 20 Ом и индуктивностью 0,01Гн находится в переменном магнитном поле. При увеличении магнитного потока на 0,001Вб, ток в ней увеличился на 0,05А. Какой заряд прошёл за это время по катушке?

U = Ei – Eis , IR = ∆Ф/∆t - L∆I/∆t , I∆tR = ∆Ф - L∆I, qR = ∆Ф - L∆I,

q = (∆Ф - L∆I) / R = 2,5х10-5 Кл.

63. Использование, производство, передача электрической энергии.

373. Сила тока в первичной обмотке транса 0,5А, напряжение на её концах 220В. I1 =11A, U2 =9B.

Определить КПД трансформатора.

КПД = P2t / P1t = U2I2/U1I1 = 0,9 КПД = 90%

374. Двухпроводная линия электропередачи длиной 100км работает при напряжении 220кВ. Линия выполнена алюминиевым кабелем сечением 150мм2. Передаваемая мощность – 30000кВт. определить КПД линии.

I = P/U = 150A, R = ρ2L/S = 0,028x10-6x2*105 / 150x10-6 = 37,3Om

Uпотерь = IR = 6 000B, Uполез = U – Uпотерь = 194 000B.

КПД = Uполез /U = 0,97. КПД = 97%

375. Какова мощность Красноярской ГЭС, если её плотина поднимает уровень воды в Енисее на 100м при среднем расходе воды 540м3/с на каждую из 12 турбин? КПД = 94%

КПД = Pt/ mghN, отсюда при m = ρV , Р = 6х109Вт = 6х106 кВт

64. Электромагнитные волны.

376. Сколько раз за 1с радиоволны могут «обежать» земной шар?

L = tC = 1cx 3*108м/с = 3х108м. N = L/Lэкватора = L/2πRз = 3х108м / 6,28х6,4*106м = 7,5раз

377. Определить длину волны, излучаемую ультразвуковым генератором, если посылаемый импульс содержит 300 волн и продолжается 0,003с. Скорость звука 340м/с

λ =V/ν = V /(N/t) = Vt/N = 3,4х10-3м.

378. Определить индуктивность катушки колебательного контура при С = 250пФ, при этом резонанс наступает при длине волны 300м.

___

Т = 2π√LC, T = λ/c, λ2/c2 = 4π2LC, отсюда L = 0,0004Гн

379. Радиолокатор посылает 5000 импульсов в 1с. Какова дальность разведки локатора, если λ=0,2м?

R= ct/2, t = c/n, R = c/2n = 30км

380. Сигнал от радиолокатора возвратился от цели через 6х10-4с. На каком расстоянии находилась цель?

R = ct/2 = 90км

381. Длина чугунной трубы 930м. Промежуток времени между приходами двух звуков ( по трубе и по воздуху) 2,5с. Определить скорость звука в чугуне, если скорость звука по воздуху составляет 340м/с?

∆t = tb – tч = L/Vb – L/Vч , Vч = L/((L/Vb) - ∆t) = 3957,45м/с

382. Определить длину железной трубы, если ∆t = 1с, а скорости звука по воздуху и железу соответственно равны 340м/с, 5300м/с.

По аналогии с № 381, L = VbVж∆t /(Vж - Vb) = 363м.

65. Отражение и преломление света.

383. Луч переходит из воды в стекло. Угол падения равен 400. Определить угол преломления.

β = arcsin(n1sinα/n2) = arcsin(1,3x0,6428/1,6) = 320

384. Под каким углом должен падать луч на поверхность воды, чтобы α = 2β?

sinα/sinβ = n2/n1 =n2, sin2β/sinβ = n2, 2sinβcosβ / sinβ =n2, 2cosβ = 1,33, β =arcos(1,33/2) =480121.

α = 960241 Данное условие не выполнимо.

385. Построить дальнейший ход луча при параллельных границах: воздух(1)—стекло(1,6)---

----вода(1,33)-----стекло(1,6)-----воздух(1),если α1 = 450

386. Построить дальнейший ход луча через равностороннюю треугольную стеклянную(1,6) призму. (Рисунок).

387.* Найти угол падения на поверхность воды, если он превосходит угол преломления на 100.

sinα/sin(α – 100) = n2, sinα/(sinαcos10 – cosαsin10) = n2. Пeревернув дробь и разделив на sinα, получим: cos10 – ctgαsin10 =1/1,33, откуда:α = arcctg 0,7453 = 360421

388. Построить дальнейший ход лучей. (Рисунок)

βА=420, βВ = 70061, βС отсутствует, т.к. будет в этой точке полное отражение.

389. Предмет лежит на дне ручья глубиной 80см. На каком расстоянии от предмета воткнётся палка, если её точно бросить в предмет под углом 450 к горизонту? (рисунок)

АС = ОАtgCOA,

sinβ = sinα/n1 = 0,7071/1,33 =0,5317, β =320

AB = OAtgβ

CB = AC – AB = OA(tgα – tgβ) = 80(1 – 0,6249) = 30см

390. После урока на доске остался полустёртый рисунок. Определить показатель преломления на границе воздух – стекло. Чему равна скорость света в стекле? (Рисунок)

n =AC/OA x BO/DB = AC/BD = 6/4 =1,5

n = c/V, V = c/n =3x108/1,5 = 1,5x108м/с

391. Истинная глубина участка водоёма равна 2м. Какова кажущуяся глубина для человека, смотрящего на дно под углом 600 к поверхности воды? n = 1,33. (Рисунок)

sin β = sinα /n = 0,5/1,33 = 0,3759, β = 220

MK = OKtgβ = h1tgβ

MK = OD

DN = ODtg600 = h1tgβtg60 = h2,

h2 = 2x0,404x1,732 = 1,4м

392. Угол S равен 900. β1 = 300, β2 = 450. Определить n.(Рисунок).

α1 = α, α2 = 90 – α

sinα/sinβ1 =n, sin(90 – α)/sinβ2 =n

sin2α + cos2α = 1

( nsinβ1)2 + (nsinβ2)2 = 1, откуда n = 1,15.

66. Дифракция света. Скорость света.

393. Вычислить скорость света в воде, если в вакууме с = 3х108м/с.

n=с/V V = c/n =3x108/1,33 = 2,26x108м/с

394. Сколько длин монохроматического излучения с частотой 400ТГц(Тера) укладывается на отрезке в 1м?

N = L/λ = Lν/c = 1x400x1012/3x108 = 1,33x106

395. L = 50см, d = 10-2мм, а = 3,5см, λ =? (Рисунок)

λ = dsinφ =dtgφ = da/L =7x10-7м

396. Найти наибольший порядок спектра для жёлтой линии натрия с λ = 5,89х10-7м, если d = 2мкм.

dsinφ = kλ, k = dsinφ/λ, km = d/λ = 3

67. Элементы ТО.

397. Тело какой массы имеет энергию 1,8х1017Дж?

m = E/c2 = 2кг

398. На сколько изменится масса тела при движении со скоростью V =1/ 2c, если в покое оно имеет массу 60кг? _______ __________

∆m = m0/√1 – V2/c2 – m0 = m0 ( 1/√1 – 0,25c2/c2 – 1)= 9,3кг.

399. При какой скорости масса тела увеличится в 2 раза? _______ ______

2m0 = m0/√1 – V2/c2, V= √0,75c2 = 2,6x108м/с

400. Какова ускоряющая разность потенциалов, если электрон движется со скоростью 0,9с м/с?

___________

∆φ = mV2/2e = m0(0,9c)2/2e√ 1 – (0,9c2)/c= 4,7х105В = 470кВ

401. Мощность излучения Солнца 3,8х1023кВт. На сколько уменьшится масса Солнца за 1с? Сколько тысячелетий оно просуществует?

∆m = Pt/c2 =4,2x109кг. t = M/∆m = 330 000*6x1024/4,2x109 = 4,7x1020c =

=7,8х1018мин =1,3х1017ч = 5,4х1015сут = 1,5х1013лет = 1,5х1011веков = 1,5х1010тысячелетий.

402. На сколько % увеличится время жизни тела при скорости равной 0,2с м/с?

__________

t = t0/√1 – 0,04c2/c2 = 1,02 t0. На 2%.

403. Определить кинетическую энергию электрона, имеющего скорость 2х108м/с?

________

Е =m0V2/2√1 – V2/c2 = 2,438х10-14Дж

68. Фотоэффект. Фотоны.

404. Пластинка никеля (Авых = 5эВ) освещена ультрафиолетовыми лучами (λ = 2х10-7м). Определить максимальную скорость фотоэлектронов.

______________

hc/λ = Aвых +mV2/2, откуда V = √2(hc/λ – Aвых) / m = 6,5х105м/с

405. Красная граница фотоэффекта для калия 0,6мкм. Определить работу выхода.

hc/λm = Aвых = 3,31х10-19Дж

406. Фотоны какого излучения имеют массу, равную массе покоя электрона?

Е = hν = mc2, отсюда ν = 1,2х1020Гц (гамма излучение)

407. Какое напряжение в рентгеновской трубке, если она излучает волны длиной 10-10м?

hc/λ = eU, откуда U = 12,4кВ

408. Определить наибольшую длину световой волны при которой имеет место фотоэффект для платины.(Авых = 8,5х10-19Дж)

λмак = hc/A = 2,34х10-7м

409. Сколько фотонов излучает лампа мощностью 90Вт за 1с, если она излучает монохроматический свет длиной волны 662нм?

Е = Е0N = hνN = hcN/λ = Pt, N = Ptλ/hc = 3х1020

410. Пользуясь ШЕИ сравнить массы фотонов гамма и ультрафиолетового излучений.

m = hν/c2. mg/m= νgY = 3x1020/1016 = 3х10 4

411. Авых = 3эВ, Ек = 2х10-19Дж. ν = ? Определить вид излучения.

ν = (А + Ек)/h = 1,03х1015Гц – ультрафиолетовое излучение.

412. Определить Е,m,p при λ = 760нм.

Е = hc/λ = 2,6x10-19Дж, m = E/c2 = 2,9х10-36кг, р =mc = 8,7х10-28кгм/с

413. Авых цезия 1,97эВ, λ = 580нм. Опр: Ек, V. _____

Ek = hc/λ – A = 2,7х10-20Дж, V =√2Ек/m = 2,4х105м/с

414. Выразить Uз через Авых и λ.

Ек = еUз, hc/λ = A + eUз, Uз = (hc – λA)/λe.

69. Атомная физика.

415. Охарактеризовать атом гелия. (Рисунок)

1) Положительный ион гелия

2) Переход атома гелия в «возбуждённое» состояние(поглощение).

3) Атом гелия с избытком энергии.

4) Излучение атомом гелия энергии.

5) Атом гелия в обычном состоянии.

416. Определить энергию фотона, испускаемого при переходе электрона с третьего энергетического уровня на первый в атоме водорода.

E = E3 – E1 = - (e4m) / 8h2ε02 * (1/12 – 1/32) = 1,94х10-18 Дж = 12,25 эВ

417. Вычислить полную энергию электрона, имеющий второй уровень в атоме водорода.

Используя №414, Е = - 5,44х10-19Дж

418. С какой частотой вращается электрон в атоме водорода, если радиус его орбиты 5х10-11м?

________ ____ ___

а = V2/r = Fk / m = kq1q2/mr2. V = √kqeqp/rme =2πrν, ν = V/2πr = √kqeqp / 2πr√rme = 7х1016Гц

419. Определить энергию связи ядра бериллия.

Есв =∆mc2=(4х1,00758 + 5х1,00878 – 9,01218)х 1,67*10-27кг х 9*1016м22 = 9,3х10-12Дж =

= 5,8х107эВ = 58МэВ.

420. Определить КПД ядерного реактора атомохода «Ленин», если мощность реактора 32 400кВт, а за сутки расходуется 200г урана (235). При одном делении ядра освобождается 200МэВ энергии.

Eполная = Е0N = mNAE0/M, P = E / t = mNAE0/Mt.

КПД = Рполез/ Р = РполезМt / mNA E0 = 0,17. КПД = 17%


Категория: Физика | Добавил: Админ (15.11.2016)
Просмотров: | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar