Тема №8289 Сборник заданий по физике Невзорова (Часть 3)
Поиск задачи:

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

4.2. Постоянный ток.

2-1. Какова средняя скорость направленного движения электронов в медных проводах при максимально допустимой для них плотности тока 10 А/мм2? Концентрацию носителей тока принять равной 1029 м3.

2-2. Определить плотность тока в волоске лампы накаливания, если величина тока 0,25 А, а диаметр волоска 20 мм.

2-3. Определить силу тока, проходящего между электродами установки для франклинизации пациента за 10 мин процедуры, соответствующую заряду 1,6∙10-2 Кл.

2-4. В синхротроне электроны движутся по приближённо круговой орбите длины 240 м. Во время цикла ускорения по орбите примерно со скоростью света движется 1011 электронов. Определить ток.

2-5. В рентгеновской трубке пучок электронов с плотностью тока 0,3 А/мм2 попадает на скошенный под углом 30о торец антикатода площадью 10-4 м2. Считая, что антикатод расположен вдоль оси пучка, определить ток в нём.

2-6. Какой заряд переносится за 10 с, если 1) ток равномерно возрастает от 0 до 3 А; 2) ток убывает от 20 А до 0, при этом за каждые 0,01 с он убывает вдвое?

2-7. Металлический шар радиуса 15 см поместили в поток протонов с плотностью тока 1 мкА/см2. За какое время его потенциал достигнет значения 220 В?

2-8. К цилиндру длиной L и поперечным сечением S, выполненному из проводящего материала удельной проводимостью δ, подведено напряжение U. Какой ток течёт через сечение цилиндра и каково его сопротивление?

2-9. Медное кольцо диаметром 0.15 м и сечением 1,5∙10-6 м2 вращается вокруг оси с угловой скоростью 62,8 с-1. Определить заряд, который пройдёт по кольцу, если его резко остановить.

2-10. Сила тока I в проводнике меняется со временем t согласно уравнению
I = 8 + 4t, где I выражено в амперах, а t  в секундах. 1) Какое количество электричества проходит через поперечное сечение проводника за промежуток времени от t1 = 2 c до t2 = 6 с? 2) При какой силе постоянного тока через поперечное сечение проводника за это же время проходит такое же количество электричества?

2-11. По медной проволоке сечением 5∙10-6 м2 и при температуре 320 К проходит ток 1,5 А. Считая, что на каждый атом меди приходится один электрон проводимости и что электронный газ подчиняется распределению Максвелла, определить, во сколько раз отличаются средние скорости теплового движения свободных электронов от скорости их упорядоченного движения.

2-12. Считая свободные электроны металла идеальным газом, определить коэффициент теплопроводимости серебра при температуре 300 К. Удельное сопротивление серебра при этой температуре 1,7∙10-8 Ом∙м.

2-13. В проводнике из материала плотности D и атомной массы А создано электрическое поле напряжённостью Е. Считая, что на каждый атом приходится один электрон проводимости и в единичном объёме проводника выделяется за 1 с тепловая энергия N, определить время между соударениями электронов с ионами решётки. Удары считать неупругими.

2-14. Найти ток утечки в плоском конденсаторе, если электростатическое поле между его обкладками равно 10 кВ/м, площадь обкладок 100 см2, удельная проводимость диэлектрика 1010 Ом1м1.

2-15. Угольный стержень соединён последовательно с железным стержнем такой же толщины. При каком соотношение между длинами стержней их общее сопротивление не зависит от температуры? Удельные сопротивления и температурные коэффициенты сопротивления железа и графита соответственно равны: 98∙10-9 Ом∙м и 3900∙109 Ом∙м, 6,2∙10-3 и -0,8∙10-3 град-1.

2-16. Определить сопротивление спирали лампы для инфракрасного облучения, если потребляемый ток составляет 5 А, а напряжение 120 В.

2-17. Электрическая цепь составлена из трёх проводников одинаковой длины и одного материала сечениями 1 , 2 и 3мм2. Разность потенциалов на концах цепи 22 В. Определить падение напряжения на каждом проводнике при их последовательном соединении.

2-18. Два металлических шара диаметром 0,2 м опущены на изолированных кабелях в океан на большую глубину. Расстояние между центрами шаров 250 м, удельная электропроводимость морской воды 4 Ом/м. Определить сопротивление цепи при подключении источника к концам кабелей, оставшихся на поверхности воды. Сопротивление кабелей не учитывать.

2-19. Найти падение потенциала U на медном проводе длиной L = 500 м и диаметром d = 2 мм, если ток в нем I = 2 A.

2-20. К амперметру подсоедены два шунта (добавочные сопротивления). Шкала амперметра содержит 100 делений. Если амперметр включить в цепь через клеммы 1-2, цена деления шкалы его будет 0,01 А/дел, если через клеммы 2-3 -цена деления будет 0,02 А/дел. Какой ток можно измерять амперметром, подключив его к клеммам 1-3?

2-21. Имеется прибор сопротивлением 100 Ом, с ценой деления 1 мкА, шкала которого имеет 100 делений. Как из него сделать амперметр для измерения тока до 1 А?

2-22. Амперметр сопротивлением 0,2 Ом зашунтирован сопротивлением 0,06 Ом. Определить силу тока во внешней цепи, если ток через амперметр 10 А.

2-23. Сколько витков нихромовой проволоки диаметром 1 мм надо намотать на фарфоровый цилиндр радиусом 2,5 см, чтобы получить печь сопротивлением 40 Ом?

2-24. Сопротивление вольфрамовой нити накала электрической лампочки при 20С равно 35,8 Ом. Какова будет температура нити лампочки, если при включении в сеть напряжением 120 В по нити идет ток 0,33 А? Температурный коэффициент сопротивления вольфрама равен 4,6103 К1.

2-25. Реостат из железной проволоки, миллиамперметр, и генератор тока включены последовательно. Сопротивление реостата при 0С равно 120 Ом, сопротивление миллиамперметра 20 Ом. Миллиамперметр показывает 22 мА. Что будет показывать миллиамперметр, если реостат нагреется на 50? Температурный коэффициент сопротивления железа 6103 К1. Сопротивлением генератора пренебречь.

2-26. Обмотка катушки из медной проволоки при температуре 14 С имеет сопротивление 10 Ом. После пропускания тока сопротивление обмотки стало равно 12,2 Ом. До какой температуры нагрелась обмотка? Температурный коэффициент сопротивления меди равен 4,15103 К1.

2-27. На сколько изменится сопротивление телеграфной линии при переходе от зимы (-300С) к лету (+300С), если она проложена железным проводом длиной (зимой) 100 км? Удельное сопротивление железа 8,710-6 Омсм, температурный коэффициент сопротивления 610-3 К-1. Изменится ли результат, если учесть удлинение провода? Коэффициент линейного расширения железа 1210-6 К-1.

2-28. Вольтметр сопротивлением 1500 Ом рассчитан для измерения напряжения не выше 30 В. Какое добавочное сопротивление нужно присоединить к вольтметру, чтобы им можно было измерить напряжение 300 В.

2-29. Имеется некоторое число одинаковых сопротивлений 10 Ом. Сколько потребуется сопротивлений и как их нужно соединить (нарисуйте схему), чтобы эквивалентное сопротивление было равно 6 Ом?

2-30. Последовательно соединены n равных сопротивлений. Во сколько раз изменится сопротивление цепи, если их соединить параллельно?

2-31. Замкнутая цепь содержит сопротивление 10 Ом и источник с ЭДС равной 1 В. К ней параллельно подключаются три участка цепи, имеющих сопротивления и ЭДС, увеличенные соответственно в 2,3 и 4 раза (20 Ом2 В, 30 Ом3 В и т.д.). Определить токи на этих участках цепи, если “плюс” первого источника соединен с ”минусом” второго, ”плюсом” третьего и “минусом” четвертого.

2-32. Какое внешнее сопротивление R необходимо подключить к источнику постоянного тока с электродвижущей силой  и внутренним сопротивлением r, чтобы выделяемая на нем тепловая мощность была максимальной?

2-33. Элемент, с ЭДС равной 1,1 В и внутренним сопротивлением r = 1 Ом, замкнут на внешнее сопротивление R = 9 Ом. Найти ток в цепи, падение потенциала во внешней цепи и падение потенциала внутри элемента. С каким КПД работает эле-мент?

2-34. Элемент с ЭДС равной 2 В и внутренним сопротивлением 0,5 Ом замкнут на внешнее сопротивление. Найти падение потенциала внутри элемента при силе тока в цепи 0,25 А и внешнее сопротивление R цепи при этих условиях?

2-35. ЭДС элемента 6 В. При внешнем сопротивлении R = 1,1 Ом сила тока в цепи равняется 3 А. Найти падение потенциала U внутри элемента и его внутреннее сопротивление r.

2-36. В лаборатории, удаленной от генератора на расстоянии L = 100 м, включили электрический нагревательный прибор, потребляющий ток I = 10 А. На сколько понизилось напряжение U на зажимах электрической лампочки, горящей в этой лаборатории, если сечение медных подводящих проводов S = 5 мм2?

2-37. Элемент с ЭДС равной 1,6 В и внутренним сопротивлением 0,5 Ом замкнут на внешнее сопротивление. Найти КПД элемента при силе тока в цепи 2,4 А.

2-38. Элемент, сопротивление и амперметр включены в цепь последовательно. Элемент имеет ЭДС 2 В и внутреннее сопротивление r = 0,4 Ом. Амперметр показывает ток I = 1 A. Определить, с каким КПД работает элемент.

2-39. Найти напряжение, которое покажет вольтметр, включенный в схему так, как показано на рисунке. ЭДС источников тока и их внутренние сопротивление равны соответственно 1 , r1 и 2, r2. Сопротивление нагрузки равно R.

2, r2

R 1, r1

2-40. Найти напряжение, которое покажет высокоомный вольтметр, включенный в схему так, как показано на рисунке. Сопротивления резисторов R1, R2, R3 и R4 и напряжение U0 известны.

R1 R2
R3 R4



 U0 

2-41. Определить падение потенциала на сопротивлениях R1 = 4 Ом, R2 = 2 Ом и R3 = 4 Ом (см. рисунок), если амперметр показывает силу тока 3 А. Найти силу тока, текущего через сопротивления R2 и R3.

R2
R1
A

R3

2-42.
Ε

 


R1 R2

А


R3
В цепь включена батарея с Э.Д.С. равной 100 В и внутренним сопротивлением 2 Ом. Сопротивления резисторов R1 и R2 равны соответственно 25 Ом и 78 Ом. На сопротивлении R1 выделяется мощность 16 Вт. Найти показания амперметра включенного в цепь (см. рис.). Сопротивлением амперметра пренебречь.

 


2-43. Под конец зарядки батареи аккумуляторов током силой 5 А присоединённый к ней вольтметр показывал напряжение 6,5 В. В начале разрядки той же батареи током силой 6 А вольтметр показывал напряжение 5,2 В. Пренебрегая током, проходящим через вольтметр, определить ЭДС и внутреннее сопротивление батареи.

2-44. Вольтметр, соединённый последовательно с сопротивлением 10000 Ом, показывает напряжение 75 В, а соединённый последовательно с неизвестным сопротивлением 15 В. Определить это сопротивление, если внешнее напряжение 120 В.

2-45. Генератор постоянного тока с ЭДС 130 В даёт ток в сеть, состоящую из параллельно включенных 15 ламп сопротивлением 200 Ом и 10 ламп сопротивлением 100 Ом каждая. Найти ток нагрузки и напряжение на зажимах генератора, если его внутреннее сопротивление 0,4 Ом. Сопротивлением проводов пренебречь.

2-46. Получите условие, при котором ток, даваемый двумя соединёнными последовательно батарейками, ЭДС и внутреннее сопротивление которых равны соответственно ε1, ε 2 и r1, r2, будет меньше тока, даваемого первым из них, если они включены на сопротивление R.

2-47. Два аккумулятора с ЭДС 1,5 В и 2 В и внутренними сопротивлениями 0,15 Ом, 0,3 Ом соединены параллельно. Определить ток в батареи и напряжение на её зажимах.

2-48. Гальванический элемент даёт на внешнем сопротивлении 6 Ом ток 0,15 А, а на сопротивлении 10 Ом ток 0,1 А. Определить ток короткого замыкания.

2-49. Определить ЭДС источника, если при подключении к нему двух вольтметров, соединённых последовательно, они показывают 8 и 5 В, а при подключении только первого вольтметра -10 В.

2-50. Если к аккумулятору подключить последовательно амперметр и вольтметр, то они покажут 0,2 А и 16 В. Если приборы соединить параллельно и подключить к источнику, они покажут 1,2 А и 2 В. Определить ЭДС и внутреннее сопротивление аккумулятора.


2-51. Найти разность потенциалов между точками 1 и 2, если R1=15 Ом, R2=25 Ом, ε1=6 В и ε2=1,5 В. Внутренними сопротивлениями источников можно пренебречь.

 


2-52. Имеется 10 элементов с ЭДС 1,2 В и внутренним сопротивлением 0,3 Ом. Как нужно соединить эти элементы, чтобы получить от батареи наибольший ток? Определить его величину.

2-53. В схеме сопротивления вольтметров 3 и 4 кОм, сопротивление потенциметра 1 кОм, источника 0,01 кОм. При каком соотношении плеч потенциометра U1=2U2?

ε

2-54. Если несколько элементов с внутренним сопротивлением 2,4 Ом соединить последовательно и замкнуть на сопротивление 12 Ом, то по цепи пойдёт ток 0,44 А. Если соединить элементы параллельно, то пойдёт ток 0,123 А. Определить максимально возможный ток во внешней цепи.

2-55. В схеме R = 2 Ом, ε1 = ε2 = 3,2 В, r1=0,5 и r2 = 0,8 Ом. Определить ток в каждом элементе и во всей цепи.

 

 

2-56. ЭДС генератора 12 В, внутреннее сопротивление 0,6 Ом. Определить ток в цепи, если к.п.д. элемента 60%.

2-57. Определить напряжение, которое нужно подать на катушку с 1000 витками медного провода, если диаметр витков 4 см, плотность тока 3 А/мм2, а удельное электросопротивление меди 1,710-8 Омм.

2-58. Динамо машина с внутренним сопротивлением r = 0,86 Ом питает током n =50 ламп, соединённых параллельно. Каждая имеет сопротивление R = 1000 Ом, сопротивление всей линии R1 = 2 Ом. Определить ЭДС машины и напряжение на её зажимах, если напряжение лампочек 220 В.

2-59. Определить ЭДС батареи, если напряжённость электростатического поля конденсатора Е = 1200 В/м, внутреннее сопротивление батареи r = 0,5 Ом, сопротивление R = 6 Ом, а расстояние между пластинами конденсатора 0,1 см.



2-60. К клеммам источника с внутренним сопротивлением r = 1 Ом подключены два параллельно соединённых сопротивления R1 = 10 Ом и R2 = 2 Ом. Определить отношение токов, протекающих через первое сопротивление до и после обрыва в цепи второго сопротивления.

2-61. В цепь включены последовательно медная и стальная проволоки одинаковой длины и диаметра. Найти: а) отношение количества теплоты, выделяющихся в этих проволоках; б) отношение падений напряжения на этих проволоках.

2-62. От генератора с ЭДС равной 110В требуется передать энергию на расстояние
l = 250 м. Потребляемая мощность в сети Р = 1 кВт. Найти минимальное сечение S медных подводящих проводов, если потери мощности в сети не должны превышать 1%.

2-63. От батареи с ЭДС равной 500 В требуется передать энергию на расстояние L = 2,5 км. Потребляемая мощность в сети P = 10 кВт. Найти минимальные потери мощности в сети, если диаметр медных проводов d = 1,5 мм.

2-64. Резисторы и вольтметр включены в цепь переменного тока, как показано на рисунке. Напряжение между точками А и А втрое меньше напряжения между точками В и В. Найти сопротивление Rx, если сопротивление R известно.
В

Rx R

U0 А А
 R Rx

В


2-65. В схеме на рис. ε = 3 В, ε = 4 В, ε=5 В, сопротивления R1 = 20 Ом, R2 = 40 Ом, R3=60 Ом. Пренебрегая внутренним сопротивлением источников, определить: 1)ток через сопротивление R1; 2) разность потенциалов между точками А и В.

 

2-66. Определить величину и направление тока через сопротивление R в схеме, если ε1 = 1,7 В, ε2 = 4 В, R1=20 Ом, R2=40 Ом и R = 6 Ом. Внутренним сопротивлением источников пренебречь.






2-67. Для определения чувствительности гальванометра пользуется изображённой схемой. Определить его чувствительность, если при R0 = 105 Ом, R1=50 Ом, R2 = 2105 Ом, RG = 2200 Ом и ε = 1 В, зайчик на шкале отклоняется на пять делений.

 

2-68. Генератор с ЭДС 120 В и внутренним сопротивлением 2,5 Ом соединён последовательно с нагревательным прибором сопротивлением 20 Ом. Вычислить ток, протекающий по цепи и заряд, прошедший по ней за 4 часа.

2-69. Как изменится ток во внешней цепи, сопротивление которой R = 4 Ом, если десять одинаковых элементов первоначально соединить между собой последовательно, а затем параллельно? ЭДС элемента 4 В, r = 0,4 Ом.


2-70. Определить внутреннее сопротивление элемента r1, если разность потенциалов на его зажимах равна нулю. R1 = 6 Ом, R2 = 12 Ом, r2 = 0,8 Ом. ЭДС элементов одинаковы.

 

 

2-71. При каком соотношении между сопротивлениями R1, R2, R3, r1 и r2 разность потенциалов на зажимах одного из элементов будет равна нулю? ЭДС источников одинако-вы.


2-72. Генератор постоянного тока с ε = 24 В и внутренним сопротивлением 0,4 Ом заряжает батарею аккумуляторов с ε = 20 В и внутренним сопротивлением 0,8 Ом. Параллельно батареи включена лампа сопротивления 4 Ом. Определить токи в батарее аккумуляторов и в лампочке.

2-73. Три элемента с ε1 =1,3 В, ε2 = 1,5 В, ε3 = 2 В, r1 = r2 = r3 = 0,2 Ом включены, как показано на схеме. Определить токи в элементах J1, J2, J3, если сопротивление R = 0,55 Ом.

 


2-74. Батарея с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением r =1,2 Ом питает внешнюю цепь, которая состоит из двух параллельно соединённых ламп сопротивлением 4 Ом и 10 Ом. Определить разность потенциалов на зажимах батареи и токи в лампах.

2-75. Необходимо создать ток 16 А в цепи с сопротивлением 10 Ом. Какое наименьшее количество аккумуляторов следует для этого взять, как их соединить в смешанную батарею, если ε = 2 В, r = 0,5 Ом для каждого аккумулятора?

2-76. В схеме сопротивления R1, R2, R3 и J3 известны. Определить токи, текущие через сопротивления R1, R2 и напряжение на батарее.

 

 

2-77. Между точками А и В цепи поддерживается постоянное напряжение 50 В. Найти ток и напряжение тока в участке СД, если R1 = 2 Ом, R2 = 4 Ом, R3 = 6 Ом, R4 = 8 Ом.

 

2-78. На схеме, изображённой на рисунке, указаны сопротивления в Омах и ток через одно из них. Определить токи через остальные сопротивления и напряжение генератора G.

 

 

 

2-79. Определить ток в сопротивлении 3R в изображённой схеме.

 

 


2-80. Выразить ток через сопротивление R в схеме. Внутренними сопротивлениями источников пренебречь.

 

 

 

2-81. Определить работу тока на участке, не содержащем источник ЭДС и имеющем сопротивление 28 Ом, если ток за 10 с равномерно увеличился от 1 до 15 А.

2-82. Для накала нити электронной лампы необходимо напряжение 4 В и ток 0,6 А. Из-за испарения при нагревании материала нити диаметр её уменьшился на 10%. Определить ток и напряжение, которое необходимо для поддержания прежней температуры.

2-83. Сколько витков никелевой проволоки диаметром 0,1мм надо навить на фарфоровый цилиндр диаметра 2 см, чтобы устроить кипятильник, с помощью которого за 10 мин закипит 200 г воды с начальной температурой 10 0С. Считать, что 60% электрической энергии идёт на нагревание воды, теплоёмкость воды 4,2103Дж/кгК, удельное сопротивление никеля 0,4210-6 Омм, напряжение в сети 120 В.

2-84. Электромотор, сопротивление обмотки которого 6 Ом, подключён к генератору постоянного тока с ЭДС 240 В и внутренним сопротивлением 2 Ом. Определить к.п.д. электромотора, если через его обмотку проходит ток 8 А.

2-85. Момент сил сопротивления, действующих на вал электромотора, равен М. Мотор питается от источника с ЭДС равной ε, сопротивление всей цепи R. Определить скорость вращения вала мотора, если ток в цепи J.

2-86. В цепь батареи с ЭДС 60 В включён электромотор, потребляющий при нагрузке мощность в 10 раз большую, чем при работе вхолостую. При этом разность потенциалов на клеммах падает на 10%. Определить мощность тепловых потерь в проводящих проводах при холостом ходе, если нагрузочный ток 10 А.

2-87. При зарядке аккумулятора затрачена энергия 1 кВтч. При разрядке на сопротивление 10 Ом ЭДС аккумулятора равномерно убыла с 26 до 18 В за 10 часов. Определить ёмкость q аккумулятора и его к.п.д.

2-88. Свинцовая проволока диаметром d плавится при длительном пропускании тока J1. При каком токе расплавится проволока диаметром 2d. Потери теплоты проволокой пропорциональны поверхности проволоки.

2-89. Нагреватель выполнен из проволоки длиной l1, диаметром d1 и рассчитан на напряжение U1. Каким нужно взять длину и толщину проволоки, чтобы при напряжении U2 нагреватель потребовал ту же мощность? Теплопередача проволоки пропорциональна её поверхности.

2-90. Батарея с ЭДС равной 240 В и внутренним сопротивлением r = 1 Ом замкнута на внешнее сопротивление R = 23 Ом. Найти полную мощность P0, полезную мощность P и КПД батареи.

2-91. Три одинаковые батареи подсоединяют к сопротивлению R = 10 Ом, соединив их первый раз параллельно, а второй  последовательно друг с другом. При этом мощность, выделяемая на сопротивлении, во втором случае в 4 раза превышает мощность, выделяемую в первом случае. Определить внутреннее сопротивление батареи.

2-92. Две электрические лампочки включены в сеть параллельно. Сопротивление первой лампочки 360 Ом, сопротивление второй 240 Ом. Какая из лампочек поглощает большую мощность? Во сколько раз?

2-93. Электромотор постоянного тока сопротивлением R подключен к источнику с напряжением U. При каком значении тока через обмотку полезная мощность мотора максимальна? Определить её и к.п.д. мотора.

2-94. На сколько % уменьшился диаметр нити накала лампы из-за испарения, если для поддержания прежней температуры напряжение повысили на 2%? Теплопроводность нити пропорциональна площади её поверхности.

2-95. Определить мощность шести вольтовой лампочки Лодыгина, в которой использован угольный стержень в качестве нагревательного элемента, если он имеет длину 6 см, диаметр 2 мм. Удельное сопротивление угля 7105 Омм, температурный коэффициент сопротивления 210-4 град-1. Температура накала стержня 1600 0С.

2-96. Светотепловая ванна, имеющая 20 параллельно соединённых ламп накаливания сопротивлением 360 Ом каждая, включена в сеть с напряжением 220 В. Определить количество теплоты, выделившееся в ванне за 15 минут процедуры.

2-97. Через какое время в стерилизаторе с обмоткой из проволоки сопротивлением 25 Ом закипит 1 л воды с начальной температурой 180С. Стерилизатор подключён к сети напряжением 220 В, его к.п.д. 50%, удельная теплоёмкость воды 4,2103 Дж/мК.

2-98. Две электроплитки соединены параллельно и потребляют мощность N. Какую мощность они будут потреблять, включённые последовательно, если одна из них потребляет мощность N1?

2-99. В старой аккумуляторной батарее, состоящей из n последовательно соединённых аккумуляторов с внутренним сопротивлением r, внутреннее сопротивление одного из них резко возросло до 10r. Считая ЭДС аккумуляторов одинаковой, определить при каком сопротивлении нагрузки мощность, выделяемая на ней, не изменится при коротком замыкании повреждённого аккумулятора.

2-100. Аккумулятор подключён один раз к внешней цепи с сопротивлением R1, а другой с R2. Количество теплоты, выделяющееся во внешней цепи в единицу времени одинаково. Определить внутреннее сопротивление аккумулятора.

2-101. От источника напряжения 20 кВ необходимо передать на расстояние 10 км мощность 800 кВт. Допустимая потеря напряжения в проводах 1%. Определить сечение медного провода, если удельное сопротивление меди 0,1710-7 Омм. Во сколько раз необходимо повысить напряжение источника, чтобы снизить потери мощности в 50 раз?

2-102. Как зависит мощность генератора, выделяемая на внутреннем сопротивлении r, от тока J, если напряжение генератора ε? Какому сопротивлению соответствует максимальная мощность?

2-103. Какую наибольшую мощность можно получить от генератора с напряжением 200 В и внутренним сопротивлением 30 Ом? Какую мощность можно получить, если к.п.д. того же генератора 80%? Если максимально допустимый ток составляет 0,1 от тока короткого замыкания, то какую наибольшую мощность можно получить от генератора, не опасаясь его порчи?

2-104. Сопротивления стальной проволоки в два раза больше, чем медной. В которой из проволок будет выделяться больше тепла: а) при параллельном, б) при последовательном включении в цепь постоянного напряжения.

2-105. Аккумулятор замыкают один раз внешней целью с сопротивлением R1, другой раз R2. При какой величине внутреннего сопротивления r количество тепла, выделяющегося во внешней цепи, одинаково в обоих случаях.

2-106. Какую ЭДС развивает генератор постоянного тока, если при сопротивлении цепи 500 Ом на вращение якоря затрачивается 80 Вт? Потери мощности на трение составляют 5%.

2-107. В цепь источника с ЭДС 60 В включён электромотор с помощью проводов сопротивлением 2 Ом. Напряжение при нагрузке мотора падает на 15% по сравнению с напряжением на холостом ходу. Во сколько раз мощность, потребляемая мотором при нагрузке, больше мощности, потребляемой на холостом ходу, если ток в цепи при нагрузке 8 А?

2-108. Электроэнергия генератора мощностью N0 передается потребителю по проводам, сопротивление которых R. Определить к.п.д. линии передачи, если ЭДС генератора равняется ε, а его внутренним сопротивлением можно пренебречь.

2-109. К аккумулятору с внутренним сопротивлением 1 Ом подключен нагревательный прибор с сопротивлением 50 Ом. Как изменится мощность, выделяющаяся во внешней цепи, если параллельно с первым нагревателем подключить второй такой же нагреватель?

2-110. Электровоз массой 500 т движется с горы уклоном 0,01 со скоростью 36 км/ч. Какой ток протекает через мотор электровоза, если напряжение сети равняется 35 кВ, сила сопротивления движению составляет 5% от его веса, а к.п.д. равняется 80%?

 

 

4.3. Магнитное поле в вакууме.

3-1. По двум длинным прямолинейным проводникам текут в противоположных направлениях токи 20 и 30 А. Расстояние между проводниками 10 см. Найти напряженность магнитного поля в точке, расположенной на прямой линии, соединяющей проводники и отстоящей на 3 см от первого проводника.

3-2. Из проволоки длиной 1 м сделана квадратная рамка. По ней течет ток силой 10 А. Найти напряженность магнитного поля в центре рамки.

3-3. По двум прямолинейным проводникам, находящимся на расстоянии 10 см друг от друга в вакууме, текут соответственно токи 3 А и 2 А. Определить точки пространства, окружающего проводники, в которых магнитное поле отсутствует при одинаковом направлении токов.

3-4. Из проволоки длиной 3 м сделана рамка, представляющая собой равносторонний треугольник. По ней течет ток 5 А. Найти напряженность магнитного поля в точке пересечения биссектрис этой треугольной рамки.

3-5. Найти напряженность магнитного поля в центре симметрии контура, представляющего собой правильный шестиугольник, если по нему течет ток силой 1 А. Длина стороны равняется 1 м.

3-6. Найти напряженность магнитного поля в центре полукольца, соединенного своими концами с двумя полу бесконечными параллельными проводниками. Расстояние между проводниками равняется 1 м и по ним течет ток силой 1 А. Все проводники лежат в одной плоскости.

3-7. Найти напряженность магнитного поля на расстоянии 1 м от бесконечно прямого провода, по которому течет ток силой 1 А.

3-8. По каждому из двух соосных колец радиусом R = 10 см, находящихся на расстоянии 20 см друг от друга, в одном и том же направлении течет ток силой 1 А. Определить напряженность магнитного поля на оси колец в точке, находящейся на равном расстоянии от каждого из них.

3-9. Напряженность магнитного поля в центре кругового витка с током 1000 А/м. Радиус витка равен 3 см. Найти напряженность магнитного поля на оси витка в точке, удаленной на расстоянии 4 см от его плоскости.

3-10. Бесконечно длинный провод образует круговой виток, касательный к проводу. По проводнику течет ток силой 5 А. Радиус витка 20 см. Найти напряженность поля в центре образованного кольца.

3-11. По проволочной рамке, имеющей форму правильного шестиугольника, течет ток силой 2 А. Напряженность магнитного поля в центре рамки Н = 33 А/м. Найти длину проволоки, из которой сделана рамка.

3-12. Бесконечно длинный провод образует круговой виток, касательный к проводу. По проводу течет ток I = 5 А. Найти радиус витка, если напряженность магнитного поля в центре витка Н = 41 А/м.

3-13. Катушка длиной 30 см имеет 1000 витков. Найти напряженность магнитного поля внутри катушки, если по ней проходит ток силой 2 А. Диаметр катушки считать малым по сравнению с ее длиной.

3-14. По трем бесконечно длинным прямым проводникам, расположенным в одной плоскости параллельно друг другу на расстоянии 5 см, текут токи I1=I2 и I3=-(I1-I2). Определить положение прямой, на которой напряженность поля, создаваемая токами, равна нулю.

3-15. По длинному проводу сверху вниз течет ток силой 10 А. Определить точку, в которой вектор напряженности магнитного поля, получающегося от сложения поля тока и земного поля, имеет вертикальное направление. Горизонтальная составляющая земного магнитного поля 16 А/м.

3-16. По двум бесконечно длинным проводам, расположенным параллельно друг другу на расстоянии 8 см, в одном направлении текут токи 15 А и 20 А. Определить напряженность магнитного поля в точке, отстоящей от первого провода на расстоянии 4 см, а от второго на расстоянии 10 см.

3-17. По длинному прямому проводу, согнутому под прямым углом, течет ток силой 18 А. Определить напряженность поля в точке К, если величина а равняется 4 см.

3-18. Ток силой 25 А течет по длинному прямому проводу, согнутому под углом 600. Определить напряженность магнитного поля в точке А, находящейся на биссектрисе угла на расстоянии а=60 см от его вершины.

3-19. Определить напряженность магнитного поля в центре прямоугольного контура, по которому течет ток силой 10 А. Стороны контура равны соответственно 20 см и 16 см.

3-20. Определить напряженность магнитного поля в вершине правильного тетраэдра. Магнитное поле создается током 7 А, текущему по замкнутому контуру в форме правильного треугольника со стороной 10 см. Для тетраэдра этот треугольник служит основанием.

3-21. По проводнику, согнутому в форме кольца радиусом 8 см течет ток силой 10 А. Найти напряженность магнитного поля в центре кольца.

3-22. Четыре длинных прямых параллельных проводника проходят через вершины квадрата со стороной 20 см, перпендикулярно его плоскости. По каждому из них течет ток силой 8 А. При этом по трем проводникам ток течет в одном направлении, а по четвертому в противоположном. Определить индукцию магнитного поля в центре квадрата.

3-23. Длинный прямой провод имеет виток радиуса 10 см. По проводнику течет ток 5 А. Определить индукцию магнитного поля в центре витка и в точке, лежащей на его оси, на расстоянии 20 см от центра.

3-24. Определить индукцию магнитного поля в центре контура в форме прямоугольника с диагональю 12 см. Угол между диагоналями прямоугольника равен 300. Ток в контуре 4 А.

3-25. Определить индукцию магнитного поля в точке О, если проводник с током I имеет вид, указанный на рисунке. Радиус изогнутой части R, а прямолинейные участки проводника бесконечной длины.

3-26. Между полюсами электромагнита в горизонтальном магнитном поле находится проводник длинной 0,5 м, расположенный перпендикулярно линиям магнитной индукции поля. Определить ток, текущий через проводник, если он висит горизонтально, не падая. Индукция магнитного поля 0,01 Тл. Масса проводника 1 кг.

3-27. Между полюсами магнита на двух тонких проволочках подвешен горизонтально линейный проводник массой 1 кг и длинной 15 см. Индукция магнитного поля магнита направлена вертикально вверх и равна 0,25 Тл. На какой угол от вертикали отклоняться проволочки, если по проводнику пропустить ток 5 А?

3-28. По кольцу диаметром 40 мм выполненному из медной проволоки сечением 1 мм2, течет ток 0,1 А. Кольцо находится в однородном магнитном поле и его ось совпадает с направлением поля. Определить максимальное значение индукции магнитного поля, при котором кольцо не разорвется. Медь выдерживает нагрузку на разрыв 2,3*108 Н/м2.

3-29. По тонкому кольцу массой m и радиусом R течет ток I. Кольцо расположено горизонтально в вертикальном магнитном поле и находится в равновесии. Определить градиент магнитного поля в области кольца.

3-30. По соленоиду длиной 0,5 м, имеющему 500 витков, течет ток силой 10 А. Определить циркуляцию вектора магнитной индукции вдоль замкнутого контура, совпадающего с одной из линий магнитной индукции.

3-31. Определить циркуляцию вектора магнитной индукции вдоль контура, который охватывает токи 10 А и 12 А, текущие в одном направлении, и ток 18 А, текущий в противоположном направлении.

3-32. По проводнику течет ток плотностью 100 А/м2. Определить циркуляцию вектора напряженности вдоль окружности радиусом 3 мм, которая расположена внутри проводника и ориентирована так, что ее плоскость составляет угол 300 с вектором плотности тока.

3-33. По обмотке тороида с диаметром средней линии 20 см течет ток 3 А. Сечение тороида - круг радиусом 3 см. Определить максимальное и минимальное значение магнитной индукции в тороиде.

3-34. Определить индукцию и напряженность магнитного поля на оси тороида, по обмотке которого, содержащей 500 витков, течет ток силой 3 А. Внешний диаметр тороида 50 см, внутренний – 40 см. Сердечник отсутствует.

3-35. Соленоид длиной 0,75 м и сечением 20 см2 имеет 1500 витков. Вычислить потокосцепление, если по соленоиду течет ток силой 8 А.

3-36. По соленоиду, число витков на единицу длины которого 800 м-1, течет ток 5 А. Плоскость витков соленоида составляет угол 300 к оси соленоида. Определить индукцию магнитного поля внутри соленоида.

3-37. По длинному соленоиду, имеющему 3000 витков на единицу длины, течет ток 0,15 А. Ось соленоида установлена горизонтально в плоскости магнитного мередиана. Период колебаний маленькой магнитной стрелки, помещенной на упругом подвесе внутри соленоида вдоль его оси равен 0,2 с. Если ток в соленоиде отключить, то период колебаний стрелки станет равным 0,4 с. Определить по этим данным горизонтальную составляющую индукции магнитного поля Земли.

3-38. Тороид с прямоугольным поперечным сечением (h= 0.5 см, R= 7 см, r= 4 см) имеет 500 витков. Определить, во сколько раз максимальная индукция магнитного поля внутри тороида больше минимальной, если по его виткам течет ток 3А.

 

 

 

3-39. Определить магнитный поток в соленоиде при силе тока 5 А. Сечение соленоида прямоугольной формы и имеет те же размеры, что и тороид предыдущей задачи.

3-40. Обмоткой очень длинного соленоида радиусом сечения 5 см является тонкая лента- проводник шириной 2 см, намотанная в один слой вплотную. По ленте течет ток 6 А. Определить индукцию магнитного поля внутри и вне соленоида как функцию расстояния от его оси.

3-41. На деревянный сердечник тороида небольшого поперечного сечения намотано 3·103 витков провода, по которому течет ток силой 5 А. Найти индукцию магнитного поля внутри тороида.

3-42. По медному проводу сечением радиуса 10 мм течет ток 200 А. Определить напряженность магнитного поля внутри провода в точке, отстоящей на расстоянии 4 мм от оси провода.

3-43. Найти магнитный поток через прямоугольное поперечное сечение тороида, если ток в его обмотке 2 А, число витков равняется 1000, толщина (высота) тора 10 см, а отношение внешнего диаметра к внутреннему равно 2.

3-44. Определить магнитный момент тонкого кругового витка с током, если радиус витка 80 мм, индукция 0магнитного поля в его центре 6 мкТл.

3-45. Вычислить магнитный момент тонкого проводника с током в 1 А, плотно намотанного на половину тора. Диаметр сечения тора 4 см. Число витков равняется 200.

3-46. По прямому проводу, расположенному между полюсами электромагнита, течет ток 500 А. С какой силой действует магнитное поле на единицу длины провода, если он расположен под углом 300 к силовым линиям поля, а индукция магнитного поля равняется 0,5 Тл?

3-47. По двум прямолинейным проводникам длиной 0,5 м каждый, текут одинаковые токи в одном направлении. Определить величину этих токов, если расстояние между проводниками 2 см, а сила их взаимодействия равняется 10-2 Н.

3-48. По трем прямым параллельным проводникам, находящихся на одинаковом расстоянии в 8 см друг от друга, текут токи по 10 А. При этом по двум проводникам токи текут в одном направлении. Вычислить силу, действующую на единицу длины каждого проводника.

3-49. Шины генератора представляют собой параллельные медные полосы длиной 2 м, находящихся на расстоянии 40 см от его оси. При коротком замыкании по ним может пройти ток до 10000 А. С какой силой взаимодействуют шины? Изменится ли ответ, если шины сделать железными?

3-50. Соленоид длиной 70 см имеет три слоя обмотки по 150 витков в каждом слое. Определить ток, питающий соленоид, если напряженность поля внутри соленоида равняется 6·103 А/м.

3-51. Квадратная рамка, выполненная из тонкой проволоки, подвешена на неупругой нити. Определить период колебаний рамки в магнитной поле индукции 0,02 Тл, если по ней пропущен ток 3 А.

3-52. Рамка гальванометра размером 4*1,5 см2 содержит 200 витков и находится в магнитном поле индукции 0,05 Тл. Плоскость рамки параллельна линиям индукции. Вычислить вращающий момент, действующий на рамку, если по ней течет ток 0,2 А.

3-53. По длинному соленоиду, имеющему 50 витков на 1 см длины, течет ток 5 А. Определить индукцию поля внутри соленоида и в центре одного из его оснований.

3-54. Диаметр витков соленоида в 3 раза больше длины его оси. Число витков, приходящихся на 1 см, равняется 300. Определить индукцию магнитного поля внутри соленоида и в центре одного из его оснований, если по обмотке соленоида течет ток 1 А.

3-55. Найти силу взаимодействия двух катушек с магнитными моментами 5 мА· м2 и 8 мА· м2, если их оси лежат на одной прямой, а расстояние между катушками значительно превышает их линейные размеры и равно 25 см.

3-56. Железное кольцо имеет разрез. Величина воздушного зазора равняется 8 мм. Длина средней линии кольца 1,2 м. Определить число витков, содержащихся в обмотке кольца, если при силе тока 5 А индукция магнитного поля в воздушном зазоре составляет 0,6 Тл. Рассеиванием магнитного потока в зазоре можно пренебречь.

3-57. Вычислить циркуляцию вектора магнитной индукции вдоль контура, охватывающего токи 3 А и 5 А, текущие в одном направлении, и токи 4 А и 8 А, текущие в противоположном направлении.

3-58. Прямолинейный проводник длиной 1 м, по которому течет ток 5 А, перемещается в магнитном поле с напряженностью 1,6103 А/м перпендикулярно его силовым линиям. Определить работу по перемещению проводника в течение 1 мин.

3-59. Вычислить работу необходимую для поворота рамки с током 5 А и площадью 600 см2 в однородном внешнем магнитном поле, индукция которого 1 Тл из положения рамки вдоль поля до положения, перпендикулярного полю.

3-60. Два параллельных прямолинейных проводника находятся на расстоянии 10 см друг от друга. По проводникам текут токи соответственно силой 20 А и 30 А в одном направлении. Какую работу надо совершить (на единицу длины проводника), чтобы раздвинуть эти проводники до расстояния 20 см?

3-61. Два параллельных прямолинейных проводника находятся на расстоянии 10 см друг от друга. По ним течет ток силой 20 А в одном направлении. Какую работу надо совершить (на единицу длины проводника), чтобы раздвинуть проводники до расстояния 20 см?

3-62. Два прямолинейных длинных параллельных проводника находятся на некотором расстоянии друг от друга. По проводникам текут токи, равные по величине и одинаковые по направлению. Найти силу тока, текущего по каждому из проводников, если известно, что для того, чтобы раздвинуть эти проводники на вдвое большее расстояние, пришлось совершить работу 6105 Дж на единицу длины проводника.

3-63. По длинному прямому проводу течет ток J1. В одной плоскости с проводом находится квадратная рамка с током J2 . Какую работу нужно совершить, чтобы повернуть рамку вокруг оси на 900? на 1800?

3-64. В однородном магнитном поле с индукцией 0,05 Тл находится прямой проводник с током 3 А и длиною 15 см, расположенный перпендикулярно линиям индукции. Определить работу поля по перемещению проводника на расстояние 8 см.

3-65. Плоский контур площадью 500 см2 находится в однородном магнитном поле индукции 0.02 Тл. Плоскость контура перпендикулярна линиям индукции поля. Определить работу внешних сил по перемещению контура с током 8 А в область пространства, где магнитное поле отсутствует.

3-66. По квадратному контуру со стороной 15 см течет ток 10 А. Плоскость контура составляет угол 300 с линиями индукции магнитного поля, величина которого 0,08 Тл. Определить работу, необходимую для удаления контура за пределы поля.

3-67. По кольцевому проводнику радиусом 20 см течет ток 20 А. Перпендикулярно кольцу возбуждено магнитное поле с индукцией 0,2 Тл. Собственное магнитное поле кольца и внешнее поле совпадают по величине. Определить работу внешних сил, которые деформировали контур и придали ему форму квадрата.

3-68. Виток провода диаметром 30 см свободно установился в однородном магнитном поле, индукция которого 0,06 Тл. Определить работу, которую необходимо совершить, чтобы повернуть виток на угол π/2 и на угол 2•π.

3-69. Ось катушки, содержащей 800 витков диаметром 10 см, расположена параллельно земному магнитному меридиану. Горизонтальная составляющая магнитного поля Земли равняется 16 А/м. Определить работу, которую нужно совершить, чтобы повернуть катушку на 1800. Ток в катушке 1 А.

3-70. Из проволоки длиною 40 см сделан квадратный контур, по которому течет ток в 2 А. Найти работу, которую нужно совершить, чтобы повернуть этот контур в магнитном поле с индукцией В = 0,2 Тл на 45 от положения равновесия.


Категория: Физика | Добавил: Админ (16.09.2016)
Просмотров: | Теги: невзорова | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar