Тема №6138 Решение задач по физике Баканина (Часть 3)
Поиск задачи:

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

Ответы в самом низу встроенного документа

313. Кристаллическая решетка железа кубическая.
Считая, что на каждый элементарный куб приходится
один атом железа, определить постоянную решетки,
т. е. расстояние между ближайшими атомами железа.
Плотность железа 7,9 г/сж3, атомный вес 56. Число
Авогадро 6,02- 1023.
314. С какой скоростью растет толщина покрытия
стенки серебром при распылении, если атомы серебра,
обладая энергией 10~17 дж, производят давление на
стенку, равное 0,1 h/jr2? Плотность серебра 10,5 г/см3.
Молекулярный вес серебра 108.
315. В цилиндрическом сосуде под поршнем нахо­
дятся пары воды при температуре 100° С и внешнем дав­
лении 1 атм. Начальный объем сосуда 20 л. При по­
стоянном внешнем давлении поршень опускается, так
что объем Пара уменьшается вдвое. Какое количество
тепла надо отвести от сосуда, чтобы температура пара
осталась постоянной? Объемом сконденсировавшейся
водр1 пренебречь. Теплота парообразования воды при
100° С равна 2246 дж/г.
316. В цилиндре под невесомым поршнем площадью
S —100 СЛ12 находится М= 1 кг воды при температуре
0°С. В цидиндре включают нагреватель мощностью
W = 500 вт. Через какое время поршень поднимется
относительно своего первоначального положения на вы­
соту h= 1 м? Атмосферное давление Ро=1 атм. Теплота
парообразования воды <7 = 2,25-106 дж/кг. Теплоотдачей
и теплоемкостью цилиндра пренебречь. Теплоемкость
воды 1 кал1г • гршЗ = 4,18 дж/г • град.
317. В цилиндре под невесомым подвижным пор­
шнем находится V= 1 м3 насыщающего водяного пара.
Какую массу воды температуры 0°С надо впрыснуть
в сосуд, чтобы весь пар сконденсировался? Атмосферное
давление Р= 1 атм. Теплоемкостью и теплоотдачей
66
Рис. 77,
цилиндра пренебречь. Теплота конденсации воды
<7=2,25- 106 дж/кг.
318. Под невесомым поршнем в цилиндре находится
1 кг воды при температуре 0°С. В воду опускают кусок
железа массы 1 кг, нагретый до температуры 1100° С.
На какую высоту поднимется поршень? Атмосферное
давление 1 атм, удельная теплоемкость железа
с = 0,5 дж/г • град. Площадь поршня S=1000 см2. Тепло­
отдачей и теплоемкостью цилиндра пренебречь.
319. В цилиндре под невесомым поршнем площадью
100 см2 находится 18 г насыщающего водяного пара.
В сосуд впрыскивают 18 г воды при
температуре 0°С. На какую высоту
опустится поршень? Атмосферное давле­
ние 1 атм. Теплоемкостью и теплопровод*
ностью цилиндра пренебречь.
320. В цилиндре под поршнем пло­
щадью S = 100 см2 находится 18 г воды
при 0°С (рис. 77). Цилиндр нагревается
до 200° С. На какую высоту поднимется
поршень с лежащим на нем грузом
М = 100 г? Атмосферное давление 1 атм; давление на*
сыщающих водяных паров при 200° С равно 16 атм.
321. В цилиндре под поршнем площадью S=100 см2
находится 18 г водяного пара при температуре 100° С.
К поршню через систему блоков подвешен груз М = 50/сз
(см. рис. 75). Цилиндр охлаждается до 0°С. На какую
высоту поднимется груз? Атмосферное давление 1 атм.
Весом поршня пренебречь. Давление насыщающего во­
дяного пара при 0°С равно 4 мм рт. ст.
322. В теплоизолированный откачанный сосуд объе­
мом 15 л налито 2 кг воды при 300° К. На дне в сосуд
впаяна проволока с сопротивлением 100 см, по которой
течет ток 2 а. Определить время, в течение которого
в сосуде установится температура 100° С. Изменением
объема воды пренебречь.
323. Балластный резервуар подводной лодки объе­
мом К=5000 л целиком заполнен водой. Какое давле­
ние воздуха должно быть в баллоне емкостью v = 200 л,
чтобы при подсоединении баллона к балластному ре­
зервуару подводная лодка полностью освободилась от
балласта на глубине Д=100 м? Температуру воздуха
считать неизменной.
5* 67
324. Балластный резервуар подводной лодки объе­
мом Е=5000 л заполнен водой. Для сброса балласта в
верхнюю часть резервуара подается воздух из компрес­
сора и вода через трубу сечением 5=100 см2, располо­
женную в нижней части резервуара, вытекает наружу.
Какова должна быть мощность компрессора, чтобы
лодка на глубине Я =100 м могла полностью осво­
бодиться от балласта за время / = 50 сек?
325. В вертикально расположенном цилиндрическом
сосуде находится газ массы М с молекулярным весом р.
Газ отделен от атмосферы поршнем,
соединенным с дном сосуда пружиной
жесткости k (рис. 78). При температуре
Т{ поршень расположен на расстоянии h
от дна сосуда. До какой температуры
надо нагреть газ, чтобы поршень под­
нялся до высоты Я?
326. В цилиндре под невесомым пор­
шнем находится газ под давлением Р,
равным внешнему давлению, и с темпе­
ратурой Т. Поршень удерживается упру­
гой пружиной (см. рис. 78). Во сколько
раз нужно увеличить температуру газа, чтобы его
объем увеличился в полтора раза? Если газ из-под пор­
шня полностью откачать, поршень находится в равно­
весии у дна цилиндра.
327. Цилиндрический тонкостенный сосуд высо­
той Я плавает, погрузившись в воду на глубину h. Со­
суд переворачивают вверх дном и опускают на воду
в таком положении. На какую глубину погрузится при
этом нижний край сосуда, если сосуд плавает? Атмос­
ферное давление Р0. Плотность воды р. Давлением на­
сыщающего пара воды внутри сосуда пренебречь.
328. Тонкостенный стакан массы М = 50 г ставят
вверх дном на поверхность воды и медленно отпускают
его в глубь таким образом, что он все время остается
вертикальным. На какую минимальную глубину надо
опустить стакан, чтобы он утонул? Высота стакана
Я = 10 см, площадь дна 5=20 см2. Давлением паров
воды в стакане пренебречь. Атмосферное давление
Ро — 1 атм.
329. В U-образную запаянную с одного конца трубку
длины 2L налита жидкость таким образом, что в пра­
68
вом запаянном колене остался воздух.-Уровень жидко­
сти в открытом колене совпадает с краем трубки. Раз­
ность между уровнями равна 1/3 (рис. 79). Какую
часть жидкости нужно выпустить через кран в нижней
части сосуда, чтобы уровни жидкости в открытом и за­
крытом коленах сравнялись? Давле­
нием паров жидкости пренебречь.
Плотность жидкости р, атмосферное
давление Р0.
330. В вертикальной узкой трубке
длины 2L нижний конец запаян, а
верхний открыт. В нижней половине
трубки находится газ при темпера­
туре Т, а верхняя до конца заполнена
ртутью. До какой минимальной тем­
пературы надо нагреть газ в трубке,
чтобы он вытеснил всю ртуть? Внеш­
нее давление L мм рт. ст. Поверхност­
ное натяжение не учитывать.
331. Опрокинутый гидравлический
находится в равновесии. При каком соотношении между
массами поршней m и М это возможно? Размеры даны
на рисунке 80. Плотность жидкости р; трением прене­
бречь.
h
m Ж
-A d -
ЯЕ!ГПТТ7ПТПЯ?1
Рис. 80. Рис. 81.
332. В закрытом с обоих концов откачанном ци­
линдре подвешен на пружине скользящий без трения
поршень, положение равновесия которого находится
у дна цилиндра. В пространство под поршнем вводится
такое количество газа, что поршень поднимается на
высоту h (рис. 81). На какой высоте hi установится пор­
шень, если этот газ нагреть от начальной температуры 7
69
Рис. 82.
до Т1? Сила, действующая со стороны пружины на пор­
шень, пропорциональна смещению поршня.
333. Герметически закрытый откачанный цилиндр
соединен тонкой трубкой с краном с откачанным сосу­
дом объема V. В цилиндре подвешен на пружине сколь­
зящий без трения поршень, положение равновесия ко­
торого находится у дна цилиндра. В про­
странство под поршнем при закрытом
кране вводится такое количество газа,
что поршень поднимается на высоту h
(рис. 82). На какой высоте h\ устано­
вится поршень, если открыть кран? Пло­
щадь сечения цилиндра S, температура
постоянна. Сила, действующая со сто­
роны пружины на поршень, пропорцио­
нальна смещению поршня.
334. В мензурке высотой Я и сече­
нием S, закрытой невесомым поршнем,
находится газ с молекулярным весом р.
Поршень опускают и освободившуюся
.часть мензурки до краев заливают ртутью. При каких
значениях температуры газа можно найти такое поло­
жение поршня, при котором поршень будет находиться
в равновесии (т. е. ртуть, налитая в мензурку, не будет
выбрасываться давлением газа)? Масса газа в мен­
зурке т, внешнее давление при­
нять равным нулю.
335. Пробирка погружена в
воду своим открытым концом на
глубину, равную половине ее
длины. Уровень воды в пробир­
ке совпадает с уровнем воды в
резервуаре. Начальная темпера­
тура всей системы 71= 273° К.
При какой максимальной длине
пробирки воздух из нее начнет
выходить, если температуру си­
стемы довести до Т2 — 373° К? Наружное давление
Ро = 1 атм. Давлением паров воды при 0° С пренебречь.
336. Пробирку длиной L заполнили водородом под
давлением Ро, закрыли легким подвижным поршнем и
погрузили в сосуд со ртутью на глубину Я (рис. 83).
Какая часть длины пробирки будет при этом заполнена
Рис. 83.
70
водородом? При каких значениях Я задача имеет ре­
шение? Плотность ртути р, внешнее давление Ра, тем­
пература водорода поддерживается неизменной.
337. В контейнере высотной ракеты сначала было
давление Р0 = 1 атм. Во сколько раз увеличилась тем­
пература внутри ракеты при ее взлете, если установлен­
ный в контейнере ртутнйй барометр стал показывать
0,6 Ро? Ракета взлетает вертикально с постоянным уско­
рением g.
338. Одна грамм-молекула идеального газа нахо­
дится в цилиндре под поршнем при температуре Тх. Газ
при постоянном давлении нагревают до температуры Т2,
затем при постоянном объеме нагревают до темпера­
туры Г3. Далее газ охлаждают при постоянном давле­
нии так, что его объем падает до первоначального зна­
чения. Наконец при постоянном объеме газ возвращают
в первоначальное состояние, р.
Таким образом, над газом со­
вершен замкнутый процесс
(цикл). Какую работу совер­
шил газ в этом процессе?
339. Над одной грамм-мо­
лекулой идеального газа со­
вершают цикл (замкнутый
процесс), состоящий из двух
изохор и двух изобар (рис.84).
Температуры в точках 1 и 3
равны Т1 и Г3. Определить
работу, совершенную газом за цикл, если известно, что
точки 2 и 4 лежат на одной изотерме.
340. Некоторая масса газа имеет давление Р\, объем
Vi и температуру Т\. Затем газ при постоянном объ­
еме нагревают до температуры Т2 = 2Ти после этого
происходит расширение газа при постоянном давле­
нии до объема V2 = 4V\. Из получившегося состояния
газ возвращают к начальному (Рь Vu Т{), причем
так, что во время этого процесса PVn — const. Опреде­
лить п.
341. Нагревается или ох-лаждается идеальный газ,
если он расширяется по закону P = b/Vn, где b и п —■
некоторые постоянные, причем 0 < п < 1?
342. Идеальный газ расширяется по закону Р = aV.
Найти графически работу, произведенную газом при
Рис. 84.
71
увеличении объема от V) до W Поглощается или вы­
деляется тепло при таком процессе?
343. Температура некоторой массы т идеального
газа с молекулярным весом р меняется по закону
Т = аV2. Найти графически работу, совершенную газом
при увеличении объема от V\ до V2. Поглощается или
выделяется тепло при таком процессе?
344. Масса М пороха, сгорающего в одну секунду
в камере ракетного двигателя, зависит от давления Р
по закону М —АРп (А и п — некоторые постоянные).
Скорость расхода массы газа за счет истечения из
сопла пропорциональна давлению в камере. Во сколь­
ко раз отличаются давления в камерах ракетных дви­
гателей, если сечение их сопел равны Si и So? Рассмо­
треть частный случай, когда п — 2/3, Si/S2 = 2.
345. Масса М пороха, сгорающего в одну секунду
в камере реактивного двигателя, зависит от давления Р
по закону М =АРп. Найти показатель степени п, если
при уменьшении сечения сопла двигателя в два раза
давление в камере возрастает в четыре раза. Старость
расхода массы газа за счет истечения из сопла пропор­
циональна давлению в камере Р,
III. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
Электрический заряд. Закон Кулона
346. Какой заряд Q приобрел бы медный шар с ра­
диусом jR = 10 см, если бы удалось удалить все элек­
троны проводимости? Плотность меди р = 8,9 г/см3,
атомный вес Л = 64. Заряд электрона е=1,6-10"1э к,
число Авогадро А0 = 6 - 1023. Считать, что на каждый
атом меди приходится один электрон проводимости.
347. С какой силой f будут притягиваться два одина­
ковых свинцовых шарика радиусом г = 1 см, располо­
женные на расстоянии R = 1 м друг от друга, если
у каждого атома первого шарика отнять по одному
электрону и все эти электроны перенести на второй ша­
рик? Атомный вес свинца А =207, плотность р = 11,3 г!см3.
348. На двух одинаковых капельках воды находится
по одному лишнему электрону, причем сила электриче­
ского отталкивания капелек уравновешивает силу их
взаимного тяготения. Каковы радиусы капелек?
349. Три точечных заряда, попарно помещенные на
расстоянии г = 10 см друг от друга, взаимодействуют
с силами: 5 Г, 8 Г, 12 Г. Найти величины зарядов.
350. По кольцу могут свободно перемещаться три
шарика, несущие заряды: + qi на одном шарике и + q-i
на каждом из двух других. Чему равно отношение за­
рядов qi и q2, если при равновесии дуга между заря­
дами q2 составляет 60°?
351. Два одинаковых заряженных шарика, подве­
шенные на нитях равной длины, опускаются в керосин.
Какова должна быть плотность р материала шариков,
чтобы угол расхождения нитей в воздухе и в керосине
был один и тот же? Плотность керосина рк = 0,8 &Iсм3,
относительная диэлектрическая проницаемость е = 2.
(И в дальнейшем е означает относительную диэлектри­
ческую проницаемость диэлектрика. Абсолютная про-
73
ницаемость равна еео, где eo=(l/36jt) 10-9 ф!м — диэлек­
трическая проницаемость вакуума.)
352. Вокруг неподвижного точечного заряда <70=*
= + 10"9 к равномерно вращается под действием сил
притяжения маленький шарик, заряженный отрицатель­
но. Чему равно отношение заряда q шарика к его
массе т, если радиус орбиты R — 2 см, а угловая ско­
рость вращения со = 3 рад/сек?
Электроемкость. Потенциал
353. Три последовательно соединенных конденсатора
Си С2 и С3 подключаются к батарее с электродвижущей
силой &. Какова разность
потенциалов на каждом
из конденсаторов?
Сг
С,
II
— II—
II Сз '
_______
II
||— ll_____
5
Рис. 85. Рис. 89.
354. Найти заряд на каждом из конденсаторов С\,
С2 и Сз, схема соединения которых дана на рис. 85.
Э. д. с. батареи равна <§.
335. Двенадцать одина­
ковых конденсаторов с ем-
, костью С каждый собраны
в батарею в виде восми-
гранника ACDEFB (рис.86).
Какова емкость этой бата­
реи конденсаторов между
Рис. 87.' точками А и В?
356. В схеме, изображен­
ной на рис. 87, емкость батареи конденсаторов не изме­
няется при замыкании ключа К. Определить Сх, -
74
357. Батарея конденсаторов, изображенная на рис. 88,
составлена из конденсаторов одинаковой емкости. Во
сколько раз изменится общая емкость батареи, если зам­
кнуть ключи К\ и /С2?
358. У трех конденсаторов емкости равны С, 2С
и 3С, а пробойные напряжения соответственно V, V/4
и V/2. При каком из всех возможных способов соеди*
нения батарея из этих трех конденсаторов выдержит
наибольшее напряжение?
359. Конденсаторы С\ и С2 (рис. 89) при помощи
переключателя К присоединяются сначала к батарее
с э. д. с., равной <о, а потом к незаряженному конден­
сатору Сз. Найти заряд qs, который появится на кон­
денсаторе С3.
360. Два конденсатора с емкостями С\ и С2, обла­
дающие зарядами q\ и q2, включаются в замкнутую
цепочку так, что положительная оболочка одного кон­
денсатора соединяется с отрицательной обкладкой дру­
гого. Определить заряд каж-
тор емкости Ci (рис. 90,а). Рис 90
Затем конденсатор С\ от­
соединяют от С и вновь подсоединяют, но так, что те­
перь верхняя пластина конденсатора С оказывается
соединенной с нижней пластиной конденсатора С\
Рис. 88. Рис. 89.
361. Конденсатор емко­
сти С первоначально заря­
жен от батареи с э. д. с. <%
и отключен от батареи. К не­
му подключается другой
(незаряженный) конденса-
дого конденсатора в этом
случае.
75
(рис. 90,6). Определить разность потенциалов на кон­
денсаторе С.
362. Конденсатор емкостью 20 мкф заряжен до на­
пряжения 400 в. К нему подключается конденсатор
с емкостью 1 мкф, в результате чего последний заря­
жается. Затем, отключив этот конденсатор, заряжают
таким же образом второй конденсатор с той же ем­
костью (1 мкф), третий и т. д. Затем конденсаторы сое­
диняют последовательно. Какое максимальное напря­
жение можно получить таким способом?
363. Плоский конденсатор с размерами пластин
25 X 25 см и расстоянием между ними di = 0,5 мм заря­
жен до разности потенциалов V\ = 10 в и отключен от
источника. Какова будет разность потенциалов V%, если
пластины раздвинуть до расстояния d2 = 5 мм?
364. Два изолированных плоских конденсатора емко­
стью С0 каждый заряжены до разности потенциалов Ко
и соединены параллельно. В одном из конденсаторов
расстояние между пластинами увеличено в три раза.
Найти заряды конденсаторов и напряжение на них.
365. Воздушный конденсатор емкостью С заполняют
диэлектриком с диэлектрической постоянной е. Конден­
сатор какой емкости надо включить последовательно
с данным, чтобы такая батарея вновь имела емкость С?
366. Плоский конденсатор имеет площадь пластин
S = 2000 см2, расстояние между ними 0,5 мм. В конден­
саторе находится пластинка слюды (е = 7) толщиной
dj = 0,3 мм, в остальной части — воздух. Определить ем­
кость С конденсатора.
367. Плоский конденсатор, пластины которого рас­
положены горизонтально, наполовину залит жидким ди­
электриком. Какую часть k аналогичного конденса­
тора надо залить жидкостью при вертикальном распо­
ложении пластин, чтобы емкости в обоих случаях были
одинаковы? Диэлектрическая постоянная жидкости е.
368. N одинаковых шарообразных капелек ртути за­
ряжены до одного и того же потенциала V. Каков бу­
дет потенциал V\ большой капли, получившейся в ре­
зультате слияния этих капелек?
369. Металлический шар радиуса Ri, имеющий по­
тенциал V, окружают концентрической сферической про­
водящей оболочкой радиуса R%. Чему станет равен по­
тенциал шара, если заземлить внешнюю оболочку?
76
370. Металлический шар радиуса /?ь заряженный
до потенциала V, окружают сферической проводящей
оболочкой радиуса R2. Как изменится потенциал шара
после того как он будет на некоторое время соединен
проводником с оболочкой?
371. Два одинаковых металлических шарика радиу­
са г расположены в вакууме на расстоянии а друг от
друга, причем а У>>V. Шарики заряжены разноименными
и равными по абсолютной величине зарядами. Какова
емкость конденсатора, образованного шариками?
372. Найти разность
потенциалов между точ­
ками а, b в схеме, изо­
браженной на рис. 91.
С/ С?
II— 2— lh
Рис. 91. Рис. 92.
373. Найти разность потенциалов между точками а,
Ь в схеме, изображенной ша рис. 92.
Рис. 93. Рис. 94.
374. Какой заряд протечет через гальванометр в схе­
ме, изображенной на рис. 93, при замыкании ключа Л-?
375. Какой заряд протечет через гальванометр в схе­
ме, показанной на рис. 94, если замкнуть ключ Л'?
77
Здесь Сь С2, С3 и С4 — емкость конденсаторов, -т
э. д. с. батареи. До замыкания ключа конденсаторы
были незаряжеиы.
376. Два металлических шара, радиусы которых Г\
и г2, соединены тонкой проволокой. Второй шар окру-
— жен концентрической оболочкой
радиуса R, соединенной с зем- В JJ лей (рис. 95). Шарам сообщает-
\s~ zy ' ся заряд Q. Как распределится
Т этот заряд между шарами? Счи-
~ тать, что R — г2 С ^ , а длина
Рис. 95, проволоки велика по сравнению
с радиусами шаров.
377. Найти напряженность электрического поля Е
вблизи металлической пластины площадью 5 с равно­
мерно распределенным зарядом q. Поле вблизи пло­
скости можно считать однородным.
378. Две параллельные металлические пластины пло­
щадью 5 каждая заряжены одинаковыми по величине
и знаку зарядами Q. Найти напряженность электриче­
ского поля между пластинами и вне
их. Поля считать однородными.
379. Четыре одинаковые метал­
лические пластины расположены в
воздухе на равных расстояниях d
друг от друга (d мало по сравне­
нию с размером пластин). Площадь
каждой из пластин равна S. Пла- j
стина / соединена проводником с у
пластинкой 3, а от пластин 2 и 4
сделаны выводы (рис. 96). Опре­
делить емкость такого сложного
конденсатора.
380. Четыре одинаковые металлические пластины
расположены в воздухе на равных расстояниях d друг
от друга (рис. 97). Площадь каждой из пластин рав­
на 5. Крайние пластины соединены между собой, сред­
ние пластины подсоединены к батарее, э. д. с. которой
равна S . Найти заряды средних пластин. Считать, что
расстояние d между соседними пластинами мало по
сравнению с их размерами.
381. У расположенного горизонтально незаряжен­
ного плоского конденсатора нижняя пластина закре-
Г
Рис. 96.
78
плена, а верхняя подвешена к коромыслу весов (рис. 98).
Весы находятся в равновесии, когда расстояние между
пластинами d = 1 мм. Как нужно изменить нагрузку
второй чашки весов, чтобы сохранить равновесие при
том же расстоянии между пластинами, если конденса­
тор зарядить до напряжения V = 1000 в? Площадь пла­
стин конденсатора 5 = 50 см2„
Рис. 97.
382. Одна пластина конденсатора закреплена не­
подвижно, вторая подвешена на пружине с коэффи­
циентом жесткости k. Площадь пластин S. Насколько
удлинится пружина, если пластинам сообщить равные,
но противоположные по знаку, заряды Q? Поле между
пластинами считать однородным. (Коэффициентом же­
сткости называется отношение силы, растягивающей
пружину, к удлинению последней.)
383. Одна пластина конденсатора закреплена не­
подвижно на дне широкого сосуда с жидким диэлектри­
ком (диэлектрическая проницаемость его е, плотность р).
Вторая, имеющая вид бруска высотой Я, плавает над
ней, погрузившись на 1/4 своего объема, если пластины
не заряжены. Какую разность потенциалов надо при­
ложить к пластинам, чтобы верхняя пластина погру­
зилась наполовину? Первоначальное расстояние между
пластинами конденсатора Я. Поле между пластинами
считать однородным.
384. Пластины изолированного плоского конденса­
тора раздвигают так, что емкость его меняется от C'i
до С2 (C i> C 2). Какую работу на это затратили, если
79
заряд конденсатора q? Поле между пластинами в
время остается однородным.
385. Плоский воздушный конденсатор с расстоянием
между пластинами d —5 см и площадью 5 = 500 см2 под­
соединен к источнику с э. д. с. $’ = 2000 в. Параллельно
пластинам в конденсатор вводится металлическая плита
толщиной d\ = 1 см. Какую работу А совершает при
этом батарея?
Заряженная частица
в электрическом поле
386. Капелька масла радиусом г = 1 мк, несущая на
себе заряд двух электронов, находится в равновесии
в поле расположенного горизонтально плоского конден­
сатора, когда к нему приложено напряжение V = 820 в.
Расстояние между пластинами d = 8 мм. Плотность
масла р = 0,8 г/см3. Чему равен заряд электрона?
387. Заряженная капелька масла уравновешена элек­
тростатическим полем горизонтально расположенного
плоского конденсатора. Какое напряжение V подано па
пластины конденсатора, если капелька при радиусе
г = 2 мк несет на себе три электрона? Расстояние между
пластинами d = 8 мм. Что произойдет при раздвижснии
пластин в случае, когда:
а) пластины соединены с источником напряжения?
б) пластины отключены?
Плотность масла р = 0,8 г/см3.
388. Энергию движущейся заряженной частицы при­
нято выражать в электронвольтах (эв). Один электрон-
вольт — это энергия, которую приобретает первона­
чально покоящийся электрон после прохождения в ва­
кууме разности потенциалов в 1 в. Вычислить, какая
энергия соответствует 1 эв в системе СГСЭ и в систе­
ме СИ.
389. Ядро атома неона ускоряется разностью потен­
циалов V — 2000 в. Найти скорость v ядра, если атом­
ный вес А неона 20 и его номер в периодической си­
стеме Z = 10.
390. Электрон движется по направлению силовых ли­
ний однородного поля, напряженность Е которого рав­
на 1,2 в/см. Какое расстояние он пролетит в вакууме
до полной потери скорости, если его начальная скорость
80
Рис. 99.
L'o = 1000 км1сек? Сколько времени будет длиться этот
полет?
391. С поверхности металлического шара радиу­
сом R, несущего на себе заряд —Q, вылетает электрон.
Скорость этого электрона на бесконечно большом рас­
стоянии от шара оказалась равной v. С какой скоро­
стью Vo электрон покинул поверхность шара? Отноше­
ние заряда электрона к
его массе е/т предпола- ^
гается известным. /
392. Сфера радиуса ги /
несущая на себе заряд /
+ qi, окружена металли­
ческой сеткой радиуса г2
(рис. 99), на которую '
нанесен заряд + q2. Ша­
рик с массой т, несу­
щий заряд +е, начинает
движение вблизи сферы
без начальной скорости.
Пролетев через сетку,
шарик удаляется на
бесконечность. Какова будет его скорость на большом
(бесконечном) расстоянии от сферы?
393. Маленький металлический шарик с массой m = 1 г,
которому сообщен заряд q= + 10~7 к, брошен издалека со
скоростью v = 1 м!сек в металлическую сферу, с заря­
дом Q=+3-10 ~7 к. При каком минимальном значении
радиуса сферы шарик достигнет ее поверхности?
394. Какая энергия выделится при ударе электрона
о положительно заряженный шар радиуса R, если на
бесконечном расстоянии от шара скорость электрона
была направлена к центру шара и равна у? Заряд
шара +q, заряд электрона —е, масса его т. Удар счи­
тать неупругим.
395. Одна из пластин плоского конденсатора с рас­
стоянием между пластинами 10 мм освещается рентге­
новскими лучами, вырывающими из нее фотоэлектроны
со скоростью v = 106 м/сек. Электроны собираются на
второй пластине. Через какое время фототок между пла­
стинами прекратится, если с каждого квадратного
сантиметра площади вырывается в 1 сек п = 1013 элек­
тронов?
6 Л. П. Баканина и др. 81
396. Под действием светового облучения с поверх­
ности изолированного металлического шара радусом г
вылетают электроны с начальными скоростями v, в ре­
зультате чего шарик заряжается. До какого максималь­
ного заряда Q можно зарядить шарик таким образом?
Отношение заряда электрона к его массе е/т предпо­
лагается известным.
397. Электроны, вылетающие без начальной скоро­
сти с одной из пластин заряженного плоского конден­
сатора, достигают другой пластины, имея скорость
Как изменится конечная скорость электронов, если па­
раллельно к этому конденсатору подсоединить незаря­
женный конденсатор вдвое большей
емкости?
398. Пластины А и D (рис. 100)
заземлены, сетки В и С имеют по
отношению к земле потенциалы 200
и 100 в соответственно. Из пла­
стины А без начальной скорости вы­
летает электрон. С какими скоро­
стями он пересекает сетки В, С и
достигает пластины D? Отношение
заряда электрона к его массе равно
1,76-10й к/кг.
399. Электрон со скоростью Уо
вылетает с катода лампы, выпол­
ненной в виде плоского конденса­
тора. Потенциал анода через равные промежутки вре­
мени Т меняет знак на противоположный, оставаясь
внутри промежутка постояйныМ и равным ± V, Если
заряд е, массу m электрона и расстояние L между
электродами считать известными, то за какое время т
электрон долетит до анода? Известно, что Т <С т и на
первом из промежутков времени потенциал анода по­
ложителен.
400. Электрон испускается с малой начальной ско­
ростью катодом лампы, выполненной в виде плоского
конденсатора. Если потенциал анода поддерживается
равным V, то электрон достигнет анода через время Т.
За какое время электрон достигнет анода, если потен­
циал последнего попеременно принимает значения V
и нуль? Длительность промежутков времени, в течение
которых потенциал анода равен V, Ti = T/\0, длитель­
В С
Рис. 100.
82
ность промежутков ч нулевым значением потенциала
Гг = 7720;
401. Катод и анод двухэлектродной лампы (диода),
выполненной в виде плоского конденсатора, расположе­
ны вертикально в поле тяжести. Катод испускает элек­
троны, скорость которых можно считать равной нулю.
Определить вертикальное смещение 5 электрона при
полете между электродами. Отношение заряда элек­
трона к его массе равно Я; анодное напряжение V, меж­
электродное расстояние d.
402. Электрон со скоростью г'0 = 4«Ю9 см/сек вле­
тает в плоский конденсатор, причем вектор его скорости
лежит в плоскости, параллельной пластинам. Насколько
сместится точка вылета электрона из конденсатора,
если к конденсатору приложена разность потенциалов
V = 300 в? Расстояние между пластинами конденсатора
d = 1 см, длина конденсатора / = 5 см. Пластины гори­
зонтальны.
403. Поток электронов, получивших свою скорость
в результате прохождения разности потенциалов
V = 5000 в, влетает в середину между пластинами пло­
ского конденсатора. Какое наименьшее напряжение
нужно наложить на конденсатор, чтобы электроны не
вылетали из него, если размеры конденсатора таковы:-
длина 1 — 5 см, расстоя­
ние между пластинами
d = 1 см?
404. Электрон с кине­
тической энергией W =
= 10 000 эв влетает в пло­
ский конденсатор, между
обкладками которого под­
держивается постоянная
разность потенциалов
V = 40 в (рис. 101). Расстояние между обкладками
d = 1 см, длина пластин конденсатора I = 10 см. На
расстоянии L = 20 см от конденсатора находится экран.
Первоначальная скорость электрона направлена парал­
лельно пластинам. Найти смещение х электрона на
экране. Как изменится ответ, если вместо электрона
взять протон той же энергии?
405. Пучок ионов хлора С135 и С137, несущих каждый
По одному элементарному положительному заряду,
Рис. 101.
6* 83
разгоняется так, что скорости ионов к моменту попада­
ния пучка в пространство между пластинами плоского
конденсатора одинаковы и равны оо=Ю7 см/сек. Пучок
влетает в середину конденсатора параллельно его пла­
стинам. Длина пластин 1 = 5 см, расстояние между
ними d = 5 мм. Какое напряжение V нужно приложить
между пластинами конденсатора, чтобы точки попада­
ния ионов С135 и С137 отстояли на приемном экране на
0,6 мм друг от друга? Приемный экран расположен на
расстоянии L = 10 см от заднего края пластин конден­
сатора.
406. Электроны влетают в плоский конденсатор дли­
ной L под углом а к плоскости пластин, а вылетают
под углом р. Определить первоначальную кинетическую
энергию W электронов, если напряженность поля внутри
конденсатора равна Е.
407. Определить, насколько сместится относительно
ядра плоскость круговой орбиты электрона в атоме во­
дорода, если его поместить в электрическое поле с на­
пряженностью Е. Заряд электрона равен е. Считать, что
расстояние от ядра до электрона равно R и не меняется
при наложении поля.
Электрические цепи. Закон Ома
408. Определить общее сопротивление цепи, изобра­
женной на рис. 102. Сделать численный расчет при
Рис. 102.
следующих значениях сопротивления:
1 3 2
R 1= 2 - ом, /? 2 = -2 ом, Кз = Ri = #6 = 1 ом, R s = y ом.
409. Из проволоки с сопротивлением R = 10 ом сде­
лано кольцо. Где следует присоединить провода, под­
водящие ток, чтобы сопротивление равнялось 1 ом?
84
410. В приемнике применены три радиолампы, Л и Л 2
и Лз, с напряжением накала V = 6 в и током накала
соответственно 0,1, 0,2, 0,3 а. Нарисовать схемы бес-
трансформаторного питания цепи накала от сети с на­
пряжением Vo = 120 в в случае последовательного и
параллельного соединения ламп. Определить вели­
чину дополнительных сопротивлений, при которых
лампы в обоих случаях будут работать в заданных ре­
жимах.
411. Все нити накала пятилампового приемника и
добавочное гасящее сопротивление включены последова­
тельно. Для нормального накала всех нитей требуется
ток / = 0,3 а. Напряжение накала одной из ламп
V\ = 30 в, остальных V = 6 в. Какое добавочное сопро­
тивление нужно включить, если напряжение питающего
источника Ко = 120 в? Указать схему включения и по­
добрать величину дополнительных сопротивлений, при
которых лампы работают в заданных режимах, для
случая, когда все лампы с напряжением накала 6 в
включены параллельно. При каком включении мощность,
рассеиваемая на дополнительных сопротивлениях, бу­
дет больше?
412. Чтобы определить место повреждения изоляции
двухпроводной телефонной линии длиной L = 4 км, к
одному ее концу присоединили батарею с э. д. с,,
<§ — 15 в. При этом оказалось, что если провода у дру­
гого конца линии разомкнуты, ток через батарею
/j = I а, если замкнуты накоротко, то ток через бата­
рею / 2 = 1,8 а. Найти место повреждения и сопротив­
ление R изоляции в месте повреждения. Сопротивление
каждого провода линии 5 ом. Сопротивлением батареи
пренебречь.
413. К одному концу двухпроводной линии передачи
электроэнергии подсоединен источник постоянной э. д. с.,
а к другому — потребитель с сопротивлением R q. В ли­
нии произошло повреждение изоляции, в результате
чего ток через источник возрос в два раза, а ток через
нагрузку R q упал в восемь раз. Найти сопротивление
изоляции в месте повреждения, если длина каждого
провода линии равна L, а сопротивление единицы длины
провода равно р.
414. Гальванометр с чувствительностью 3,0-10' 5 а
на деление шкалы, с внутренним сопротивлением
85
fi =* 20 ом, включенный в цепь термопары, дал откло­
нение в 11 делений шкалы. Другой гальванометр, чув­
ствительностью 5,0 • 10~5 а на деление шкалы, с внут­
ренним сопротивлением г2 ~ 30 ом, включенный вместо
первого, дал отклонение в пять делений шкалы. Опреде­
лить сопротивление термопары R и ее э. д. с. <§.
415. К гальванометру, сопротивление которого
т = 290 ом, присоединили шунт, понижающий чувстви­
тельность гальванометра в 10 раз. Какое сопротивление,
надо включить последовательно с шунтированным галь­
ванометром, чтобы общее сопротивление осталось не­
изменным?
416. Имеется прибор с ценой деления i0 = 10 мка.
Шкала прибора имеет п = 100 делений, внутреннее со­
противление прибора г = 50 ом. Как из этого прибора
сделать вольтметр для измерения напряжения до
V = 200 в или миллиамперметр для измерения токов до
/ о = 800 ма?
417. В цепь гальванометра включена термопара, со­
стоящая из медной и константановой проволочек длиной
по 1 ж и диаметра 0,2 мм. Чувствительность гальвано­
метра 10~6 а на одно деление шкалы; его внутреннее
сопротивление равно 50 ом. На сколько делений откло­
нится стрелка гальванометра, если спай термопары
перегреть на 50° С по отношению к температуре окру­
жающей среды? Э. д. с. термопары 40 мкв/град, удель­
ное сопротивление константана 0,50-Ю-4 ом-см и меди
0.17-10"5 ом-см.
418. К батарее через переменное сопротивление R
подключен вольтметр. Если сопротивление R умень­
шить втрое, то показания вольтметра возрастут вдвое.
Во сколько раз изменятся показания вольтметра, если
сопротивление R уменьшить до нуля?
419. В цепь, состоящую из аккумулятора и сопро­
тивления R = 10 ом, включают вольтметр, сначала по­
следовательно, затем параллельно сопротивлению R.
Оба показания вольтметра одинаковы. Сопротивление
вольтметра г = 1000 ом. Каково внутреннее сопротив­
ление аккумулятора?
420. Аккумулятор (э. д. с. равна 6 в) замкнут на не­
которое сопротивление. В цепь включаются параллель­
но друг другу два амперметра и показывают соответ­
ственно 2 а и 3 а. Затем эти амперметры включаются
в цепь последовательно и показывают 4 а. Какой ток
течет в цепи в отсутствие амперметров?
421. При включении шунта сопротивлением 100 ом
параллельно измерительному прибору стрелка откло­
няется на всю шкалу при токе во внешней цепи 3 а.
При включении добавочного сопротивления 300 ом к не-
зашунтированному гальванометру шкала прибора ста­
новится в четыре раза грубее, чем без добавочного со­
противления и шунта. Какой шунт надо взять для того,
чтобы стрелка отклонялась на всю шкалу при токе во
внешней цепи 7,5 а?
422. В схему, указанную на рис. 103, включены два
микроамперметра и два одинаковых вольтметра. Пока­
зания микроамперметров 1Х — 100 мка, h = 99 мка; по­
казание вольтметра V\ = 10 в. Найти показание вольт­
метра Кг- Сопротивлением проводов пренебречь.
Рис. 103. Рис. 104.
423. В схеме, изображенной на рис. 104, значения
сопротивлений и э. д. с. батареи неизвестны. Вольтметр
с неизвестным внутренним сопротивлением подключают
сначала к сопротивлению R u затем к R2 и, наконец,
к R. При этом вольтметр дает показания Vx = 4 в,
Vs = 6 в, V = 12 в. Пренебрегая внутренним сопротив­
лением батареи, определить падение напряжения Ь\
и Us на сопротивлениях R x и Rs при отключенном вольт­
метре.
424. Какое количество аккумуляторов нужно соеди­
нить последовательно, чтобы получить в цепи ток 4 а
при разности потенциалов на полюсах батареи 220 в?
Э. д. с. каждого аккумулятора 2 в, внутреннее сопро­
тивление 0,25 ом.
425. По медному проводу сечением S = 1 мм2 Tenet
ток / = 10 ма. Найти среднюю скорость v упорядочен­
ного движения электронов вдоль проводника, если
87
считать, что на каждый атом меди приходится один
электрон проводимости. Атомный вес меди А = 63,6,
плотность р = 8,9 г/см3.
426. Плоский конденсатор с расстоянием между пла­
стинами d, заполненный средой с диэлектрической про­
ницаемостью е и удельным сопротивлением р, включен
в цепь батареи э. д. с. равной с внутренним сопро­
тивлением г. Чему равна напряженность Е электриче­
ского поля конденсатора, если его емкость равна С?
427. Два плоских воздушных конденсатора с емко­
стями Ci и С2 соединены последовательно и подключены
к батарее, э. д. с. которой равна <£. Определить, какие
разности потенциалов будут на конденсаторах, если их
заполнить веществами с удельными сопротивлениями pi
и р2 и диэлектрическими проницаемостями ei и е2 соот­
ветственно.
428. Воздух в пространстве между пластинами пло­
ского конденсатора, размеры которого 10X10X2,5 см,
ионизуется рентгеновскими лучами так, что в 1 см3 об­
разуется 109 пар ионов в секунду. Пластины конден­
сатора соединены с источником напряжения 1300 в че­
рез сопротивление 1010 ом. Такое же сопротивление
1010 ом включено параллельно конденсатору (рис. 105).
Какой ток протекает через источник? (Можно считать,
что ионы достигают пластин конденсатора, не успев ре­
комбинировать, и что заряд каждого иона равен заряду
одного электрона.)
429. Три одинаковых медных кольца радиусом а
соединены между собой так, как показано на рис. 106,
С
V
Рис. 105.
•Е
Рис. 106,
88
Определить сопротивление полученной таким образом
фигуры, если внешняя разность потенциалов подведена
к точкам А и В. Диаметр проволоки d. Удельное со­
противление меди р,
CD = w DE = w EF = w FC.
430. Пять одинаковых никелевых прутьев длины I
соединены между собой в виде звезды (рис. 107). Точ­
ками соединения каждый прут делится на три равные
а
части (АВ = BD = DE и т. д.). Определить сопротивле­
ние этой фигуры между точками А и F. Площадь по­
перечного сечения прута равна 5, удельное сопротивле­
ние никеля р.
431. Сопротивление одного ребра проволочного куба
г = 1 ом. Каково будет сопротивление R между верши­
нами, лежащими на простран­
ственной диагонали куба?
432. Найти ток через пере­
мычку ab в схеме, представ­
ленной на рис. 108. Считать,
что сопротивление перемычки,
сопротивление подводящих
проводов и внутреннее сопро­
тивление батареи пренебрежи­
мо малы.
433. Два аккумулятора, э. д. с. которых <?i = 57 в
и <^2 = 32 е, соединены, как указано на рис. 109. Чему
равна разность потенциалов между точками а и Ь, если
± L е
- т '
Рис. 109.
89
отношение внутренних сопротивлений аккумуляторов
Гг1г\ — 1,5? Сопротивлением соединительных проводов
пренебречь.
434. Две батареи с э. д. с. S \ и <о2 включены, как
указано на рис. ПО. При каком соотношении между
внутренними сопротивлениями батареи ток через галь­
ванометр не пойдет?
Сопротивлением подво- -------------- ---------------
дящих проводов прене­
бречь.
Рис. НО. F hc. 111.
435. Две батареи с э. д. с. S’i и и внутренними
сопротивлениями гх и г2 включены, как указано на
рис. 111. Пренебрегая сопротивлением подводящих про­
водов, найти ток через перемычку ab. Сопротивление
перемычки считать равным нулю.
Рис. 112. Рис. ИЗ.
436. В цепи, указанной на рис. 112, R2> Ri. При
каком R3 можно подобрать такое R4, чтобы ток через
гальванометр был равен нулю? Электродвижущие силы
батарей одинаковы. Внутренним сопротивлением бата­
рей пренебречь.
437. В схеме, изображенной на рис. 113, величины
э. д. с. <§3, батарей, их внутренние сопротивления
90
rif Г2, сопротивление R и емкость С заданы. Определить
заряд конденсатора.
438. Определить разность потенциалов на конденса­
торе С в схеме, изображенной на рис. 114. Величины
сопротивлений, э. д. с. батарей и их полярность указаны
на рисунке. Внутренними сопротивлениями батарей
пренебречь. Какой знак будет иметь заряд на верхней
пластине конденсатора?
439. Какой заряд протечет через гальванометр G
в схеме, показанной на рис. 115, если замкнуть ключ К?
Здесь Ci и С2 — емкости кон­
денсаторов, Ri и R2 — сопро­
тивления, & и г — э. д. с. и
внутреннее сопротивление ба­
тареи. При каком соотношении
между параметрами схемы
заряд через гальванометр при
замыкании ключа не будет
протекать?
440. Определить разность
потенциалов на конденсато­
ре С в схеме, изображенной
на рис. 116. Величины сопро­
тивлений, э. д. с. батарей и их
полярность указаны на ри­
сунке. Внутренними сопротивлениями батарей прене­
бречь. Какой знак будет иметь заряд на верхней пла­
стине конденсатора С при = ^ 2?
а
91
Работа и мощность электрического тока.
Закон Джоуля — Ленца
441. Электрический чайник имеет две обмотки. При
включении одной из них чайник вскипает через 10 мин,
при включении другой — через 15 мин. Через сколько
времени чайник вскипит, если эти обмотки включить
вместе: а) параллельно, б) последовательно?
442. Нагреватель кипятильника состоит из четырех
секций, каждая из которых имеет сопротивление 1 ом.
Нагреватель питают от аккумуляторной батареи с
э. д. с., равной 8 8, и внутренним сопротивлением 1 ом.
Как нужно включить элементы нагревателя, чтобы вода
в кипятильнике нагревалась быстрее? Какова при этом
мощность, расходуемая аккумулятором?
443. Проволочное кольцо включено в цепь, в кото­
рой течет ток 9 а. Контакты делят длину кольца в от­
ношении 1 :2. При этом в кольце выделяется мощность
108 вт. Какая мощность выделялась бы (при том же
токе во внешней цепи), если бы контакты были рас­
положены по диаметру кольца?
444. Аккумулятор с внутренним сопротивлением
0,08 ом при токе 4 а отдает во внешнюю цепь 8 вг.
Какую мощность отдаст он во внешнюю цепь при то­
ке 6 а?
445. Мощность, рассеиваемая на сопротивлении R u
подсоединенном к батарее, равна W. Чему равна э. д. с.
батареи, если эта мощность не изменилась при замене
Ri на /?2?
446. Параллельно сопротивлению R, подключенному
к батарее, включили неизвестное сопротивление. Ока­
залось, что мощность, выделяемая на внешнем участке
цепи, не изменилась. Определить величину неизвестного
сопротивления. Внутреннее сопротивление батареи
равно г.
447. Напряжение в сети, измеренное до включения
нагрузки, равно 120 в. При включении лампочки с но­
минальной мощностью 100 вт напряжение упало до
ПО в. Какой номинальной мощности электроплитку
включили параллельно лампочке, если напряжение ча
лампочке упало до 90 е? Лампочка и плитка рассчи­
таны на одинаковое напряжение. Изменением сопро­
92
тивления лампочки и плитки при изменении накала пре­
небречь.
448. При включении в сеть электроплитки с номи­
нальной (т. е. при нормальном напряжении в сети)
мощностью 300 вт фактически выделяющаяся мощность
равна 250 вт. Какая мощность будет выделяться в двух
таких плитках, одновременно включенных параллельно
в эту сеть? Изменением сопротивления плиток прене­
бречь.
449. Какой ток пойдет по подводящим проводам при
коротком замыкании, если на двух плитках с сопротив­
лением в 200 и 500 ом
выделяется при пооче­
редном включении одина­
ковая мощность 200 вт?
450. Какими должны g 1R '
быть выбраны сопротив- j 0
ления R\ и R2 в схеме,
показанной на рис. 117,
для того, чтобы напряже­
ние на нагрузке R0 было Рис. 117.
в а раз меньше напря­
жения на той же нагрузке при непосредственном под­
ключении ее к зажимам батареи, а мощность, расхо­
дуемая батареей, равнялась мощности, расходуемой
при непосредственном подключении?
451. Газоразрядная трубка загорается при напря­
жении 2 кв. При этом ее сопротивление резко падает,
и для поддержания номинального тока, равного 40 ма,
необходимо включить последовательно с трубкой бал­
ластное сопротивление. В наличии имеются сопротивле­
ния R по 100 ком, рассчитанные на мощность 10 вт.
Сколько потребуется таких сопротивлений и как их
надо соединить, чтобы обеспечить необходимую вели­
чину рабочего тока? Сопротивлением трубки в зажжен­
ном состоянии и внутренним сопротивлением источника
тока можно пренебречь.
452. Чему равно внутреннее сопротивление аккуму­
лятора, если при включении восьми аккумуляторов в
две параллельные группы по четыре на сопротивление
в три ома в нем выделяется такая же мощность, как и
в случае последовательного соединения всех аккумуля­
торов?
Рис. 117.
93
453. Электроэнергия генератора мощностью Wo пе­
редается потребителю по проводам, общее сопротивле­
ние которых г. Э. д. с, генератора <8 . Определить к. п. д.
линии передачи, т, е. отношение мощности, выделяемой
на полезной нагрузке R, к мощности генератора. Внут­
ренним сопротивлением генератора пренебречь.
454. Электроэнергия передается от генератора по­
требителю по проводам, общее сопротивление которых г,
К. п. д. линии передачи, т. е. отношение мощности, вы­
деляемой на полезной нагрузке, к мощности генератора,
равен г]. Определить сопротивление нагрузки. Внутрен­
ним сопротивлением генератора пренебречь.
455. Во сколько раз следует повысить напряжение
источника, чтобы потери мощности (в подводящих про­
водах от источника к потребителю) снизить в 100 раз
при условии постоянства отдаваемой генератором мощ­
ности?
456. При передаче электроэнергии на большое рас­
стояние используется трансформатор, повышающий на­
пряжение до 6 кв и загруженный до номинальной мощ­
ности 1000 кет. При этом разность показаний счетчиков
электроэнергии, установленных на трансформаторной
подстанции и в приемном пункте, увеличивается еже­
суточно на 216 кет'Час. Во сколько раз необходимо
повысить напряжение, чтобы при передаче потери элек­
троэнергии не превышали 0,1%?.
457. Линия имеет сопротивление 300 ом. Какое на­
пряжение должен иметь генератор, чтобы при пере­
даче по этой линии к потребителю мощности 25 кет
потери в линии не превышали 4% передаваемой мощ­
ности?
458. Определить количество меди, нужное для
устройства двухпроводной линии длиной 5 км. Напря­
жение на шинах станции 2400 в. Передаваемая потреби­
телю мощность 60 кет. Допускаемая потеря напряжения
в проводке 8%, удельный вес меди 8,9 Г/см3, удельное
сопротивление 0,017 • 10~4 ом • см.
459. Сопротивление 100-ваттной электролампы, ра­
ботающей при напряжении 120 в, в накаленном состоя­
нии в 10 раз больше, чем в холодном. Найти ее сопро­
тивление в холодном состоянии (при 20° С) и средний
температурный коэффициент сопротивления, если тем­
пература накала нити 2000° С. ^ ------ --
94
460. К концам свинцовой проволоки длиной 1 м при­
ложена разность потенциалов 10 в. Сколько времени
пройдет с начала пропускания тока до момента, когда
свинец начнет плавиться? Температура плавления свин­
ца 327° С, начальная температура 20° С, среднее удель­
ное сопротивление 1,7• 10~4 ом-см, средняя удельная
теплоемкость 0,125 дж/г- град, плотность 11,3 г/см3.
Потерей тепла в окружающее пространство прене­
бречь.
461. Два параллельно включенных в электрическую
цепь нагревателя представляют собой отрезки проволоки
из одинакового материала с диаметрами Di и D2 соот­
ветственно. Длина первой проволоки /. Определить
длину второй проволоки, если известно, что при дли­
тельной работе их температуры оказались одинаковыми.
Теплоотдача пропорциональна площади поверхности
проволоки.
462. При длительном пропускании тока 7i = l,4 а че­
рез проволоку последняя нагрелась до Тг = 55° С, а при
силе тока /2 = 2,8 а — до Т2 = 160° С. До какой темпе­
ратуры Тх нагревается проволока при токе /3 = 5,6 я?
Сопротивление проволоки не зависит от температуры.
Температура окружающего воздуха постоянна. Тепло­
отдача пропорциональна разности температур прово­
локи и воздуха.
463. Конденсатор емкостью С = 10 мкф, заряженный
до напряжения К0 = 1000 в и отключенный от источника
напряжения, замыкается на электрическую лампочку.
Какая энергия выделится в лампочке?
464. Конденсатор, присоединенный к батарее с на­
пряжением 2000 в проводами с сопротивлением 100 ом,
имеет первоначальную емкость 2 мкф. Затем его ем­
кость равномерно увеличивают
в течение 10 сек до 10 мкф.
Какая энергия выделяется при
этом в виде тепла в подводя­
щих проводах?
465. Батарея с э. д с. 8 = 4 в
и внутренним сопротивлением
г — 1 ом, изображенная на
рис. 118, входит в состав не­
известной цепи. К полюсам батареи подключен вольт­
метр так, что положительная клемма вольтметра подсое-
+ /
1
1
■4-
Рис. 118.
95
динена к положительному полюсу батареи. Вольтметр
показывает напряжение V = 6 в. Определить количе­
ство тепла, выделяющееся за единицу времени на внут­
реннем сопротивлении батареи.
466. Батарея с э. д. с. 8 = 4 в и внутренним сопро­
тивлением г — 1 ом, изображенная на рис. 119, входит
в состав неизвестной цепи.
-\V j------- К полюсам батареи подсоеди­
нен вольтметр так, что поло­
жительная клемма вольтметра
j подключена к отрицательному
I полюсу батареи. Вольтметр
1 при этом показывает напря-
Рис. 119. жение V — 2 в. Какое коли­
чество тепла выделяется за
единицу времени на внутреннем сопротивлении ба­
тареи?

Решение задач по физике Баканина from zoner

Категория: Физика | Добавил: Админ (23.04.2016)
Просмотров: | Теги: Баканина | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar