Расчетно-графическое задание № 1
|
Группа: МОС-22
|
Студент: 22.
|
1. Два круговых витка радиусом 4см каждый расположены в параллельных плоскостях на расстоянии 5см друг от друга. По виткам текут токи 4А. Найти напряжённость магнитного поля в центре одного из витков. Задачу решить, когда: а) токи в витках текут в одном направлении; б) токи в витках текут в разных направлениях.
Ответ: а) H=62,2 А/м б) H=38,2 А/м. Рисунок:нет
|
2. Квадратная рамка подвешена на проволоке так, что направление магнитного поля составляет угол 90град. с нормалью к плоскости рамки. Сторона рамки а=1 см. Магнитная индукция поля В=13,7 мТл. Если по рамке пропустить ток I=1 А, то она поворачивается на угол =1град.Найти модуль сдвига G материала проволоки. Длина проволоки l=10 см, радиус нити r=0,1 мм.
Ответ: G=50 ГПа. Рисунок: Нет.
|
3. Заряженная частица движется в магнитном поле по окружности со скоростью v=10**6 м/с .Индукция магнитного поля В=0,3 Тл. Радиус окружности R=4 см. Найти заряд q частицы, если известно, что ее энергия W=12 кэВ.
Ответ: q=3?2*10**(-19) Кл. Рисунок: Нет.
|
4. Короткая катушка, содержащая 1000 витков, равномерно вращается в однородном магнитном поле с индукцией 0,04 Тл и угловой скоростью 5 рад /с относительно оси, совпадающей с диаметром катушки и перпендикулярной линиям индукции поля. Определить мгновенное значение ЭДС индукции для тех моментов времени, когда плоскость катушки составляет угол 60 град с линиями индукции поля. Площадь катушки равна 100 см**2.
Ответ: 1 B. Рисунок: нет.
|
5. Катушка длиной l=20 см и диаметром D=3 см имеет N=400 витков. По катушке идет ток I=2 А. Найти индуктивность L катушки и магнитный поток Ф, пронизывающий площадь ее поперечного сечения.
Ответ: L=0.71 мГн; Ф=3.55мкВб. Рисунок: нет.
|
6. Колебательный контур содержит конденсатор электроемкостью C=8 пФ и катушку индуктивностью L=0,5 мГн. Каково максимальное напряжение Uмах на обкладках конденсатора, если максимальная сила тока Iмах=40 мА?
Ответ: 317 В. Рисунок: нет.
|
7. Радиус кривизны вогнутого сферического зеркала 20 см. На расстоянии 30 см от зеркала поставлен предмет высотой 1 см. Найти положение и высоту изображения.
Ответ: A2 = -15 см, Y' = 5 мм. Рисунок: нет
|
8. Во сколько раз увеличиться расстояние между соседними интерференционными полосами на экране в опыте Юнга, если зеленый светофильтр (500нм) заменить красным (650нм)?
Ответ: В 1,3 раза. Рисунок:нет
|
9. Дифракционная картина наблюдается на расстоянии l от точечного источника монохроматического света (лямбда=600 нм).На расстоянии a=0.5l от источника помещена круглая непрозрачная преграда диаметром D=1 см. Найти расстояние l, если преграда закрывает только центральную зону Френеля.
Ответ: l=167 м. Рисунок: нет.
|
10. Пучок естественного света падает на стеклянный шар, находящийся в воде. Найти угол между отраженным и падающим пучками в точке A. Показатель преломления n стекла равен 1,58. 
Ответ: 100 град. Рисунок: 32.7.
|
11. Определить установившуюся температуру Т зачерненной металлической пластинки, расположенной перпендикулярно солнечным лучам вне земной атмосферы на среднем расстоянии от Земли до Солнца. Солнечная постоянная C=1,4 кДж/(м**2*с).
Ответ: 396К. Рисунок: нет.
|
12. Какая доля энергии фотона израсходована на работу вырывания фотоэлектрона, если красная граница фотоэффекта 307 нм и максимальная кинетическая энергия фотоэлектрона равна 1 эВ?
Ответ: 0,8. Рисунок: нет.
|
13. Рентгеновские лучи с длиной волны лямбда(о)=20 пм испытывают комптоновское рассеяние под углом 90 град. Найти: 1) изменение длины волны рентгеновских лучей при рассеянии, 2) энергию электрона отдачи, 3) количество движения электрона отдачи.
Ответ: 1) дельта дямбда=0,0024 нм; 2)We=6,6*10**3 эВ 3) pe=4,4*10**(-23) кг*m/c . Рисунок: нет.
|
14. Найти период T обращения электрона на первой боровской орбите атома водорода и его угловую скорость w.
Ответ: T =1,43*10*-16 с; w=4,4*10*16 рад/с. Рисунок: нет.
|
15. Частица находится в потенциальном ящике. Найти отношение разности соседних энергетических уровней дельта Е, к энергии Еп частицы в трех случаях: 1) п=3; 2) n=10; 3) п стремится к бесконечности. Пояснить полученные результаты.
Ответ: нет. Рисунок: нет.
|
16. По однородному прямому проводу, радиус сечения которого R, течет постоянный ток плотности j. Найти индукцию магнитного поля этого тока в точке, положение которой относительно оси провода определяется радиус-вектором r. Магнитная проницаемость всюду мю=1.
Ответ: B(r<=R)='мю'(0)*[j*r]/2 B(r>=R)='мю'(0)*[j*r]*R^2/2*r^2 Рисунок: нет
|
17. Проводящую плоскость с током поместили во внешее однородное магнитное поле. В результате индукция магнитного поля с одной стороны плоскости оказалась B1, а с другой стороны В2. Найти магнитную силу, действующую на единицу поверхности плоскости в случаях, показанных на рис. 3.77. Выяснить, куда направлен ток в плоскости в каждом случае. 
Ответ: Во всех трех случаях F1=(B1?-B2?)/2*'мю'(0). Сила действует вправо. Ток в листе (проводящей плоскости) направлен за чертеж. Pисунок: 3.77а,б,в
|
18. Пучок нерелятивистских протонов проходит, не отклоняясь, через область, в которой созданы однородные поперечные взаимно перпендикулярные электрическое и магнитное поля с E=120 кВ/м и B=50 мТл. Затем пучок попадает на заземленную мишень. Найти силу, с которой пучок действует на мишень, если ток в пучке I=0,80 мА.
Ответ: F=20мкН . Рисунок: нет
|
19. Плоский контур (рис), имеющий вид двух квадратов со сторонами а=20 см и b=10 см, находится в однородном магнитном поле, перпендикулярном, к его плоскости. Индукция поля меняется во времени по закону В=Вo*sin('омега'*t), где Вo=10 мТл и 'омега'=100 с**-1 Найти амплитуду индукционного тока в контуре, если сопротивление единицы длины его 'рo'=50 мОм/м. Индуктивностью контура пренебречь.
Ответ: Io='омега'*Вo*(a-b)/4*'po'=0.5 A Рисунок: есть 3.94
|
20. Две одинаковые катушки, каждая индуктивности L , соединяют а) последовательно, б) параллельно. Считая взаимную индуктивность катушек пренебрежимо малой, найти индуктивность системы в обоих случаях.
Ответ: а) Lобщ=2*L; б) Lобщ=L/2Lобщ=4*L Рисунок: нет
|
21. Найти собственную частоту (омега)0 резонатора (рис; 4.27), считая, что его плоская часть является конденсатором, а цилиндрическая - индуктивностью. Необходимые размеры указаны на рисунке. 
Ответ: w0=корень(d/п*е0*м0*аr**2). Рисунок есть.
|
22. Найти положение главных плоскостей, фокусное расстояние и знак оптической силы выпукло-вогнутой толстой стеклянной линзы, у которой: а) толщина равна d, а радиусы кривизны поверхностей одинаковы и равны R; б) преломляющие поверхности концентрические с радиусами кривизны R1 и R2 (R2>R1).
Ответ: а) Ф=d*(n-1)**2/n*R**2>0; б) Ф=(1/R2-1/R1)*(n-1)/n<0. Рисунок нет.
|
Расчетно-графическое задание № 1
|
Группа: МОС-22
|
Студент: 23.
|
1. Два круговых витка радиусом 4см каждый расположены в параллельных плоскостях на расстоянии 10 см друг от друга. По виткам текут токи 2А. Найти напряжённость магнитного поля на оси витков в точке, находящейся на равном расстоянии от них. Задачу решить, когда: а) токи в витках текут в одном направлении; б) токи в витках текут в разных направлениях.
Ответ: а) H=12,2 А/м б) H=0 А/м. Рисунок:нет
|
2. По двум одинаковым квадратным плоским контурам со стороной 20 см текут токи 10 А в каждом. Определить силу взаимодействия контуров, если расстояние между соответственными сторонами контуров равно 2 мм.
Ответ: 8мН. Рисунок: нет.
|
3. Протон влетает в однородное магнитное поле под углом 30град. к направлению поля и движется по винтовой линии радиусом R. Индукция магнитного поля В=13 мТл. Найти кинетическую энергию W протона.
Ответ: W=433 эВ. Рисунок: Нет.
|
4. Рамка из провода сопротивлением R=0,01 Ом равномерно вращается в одном магнитном поле с индукцией 0,05 Тл. Ось вращения лежит в плоскости рамки и перпендикулярна линиям индукции. Площадь S рамки 100 см**2. Найти, какое количество электричества Q протечет через рамку за время поворота ее на угол 30 град. в следующих трех случаях: 1)от 0 до 30 град.; 2)от альфа1 до 60 град; 3)от 90 град.
Ответ: 1) Q=6,7мКл;2)Q=18 мКл;3)25 мКл. Рисунок: нет.
|
5. Сколько витков проволоки диаметром 0,4 мм с изоляцией ничтожной величины нужно намотать на картонный цилиндр диаметром 2 см, чтобы получить однослойную катушку с индуктивностью 1 мГн? Bитки плотно прилегают друг к другу.
Ответ: 10**3. Рисунок: нет.
|
6. Обмотка катушки состоит из 500 витков медного провода площадью поперечного сечения 1 мм**2. Длина катушки 50 см и ее диаметр 5 см. При какой частоте переменного тока полное сопротивление катушки вдвое больше ее активного сопротивления?
Ответ: v = 300 Гц Рисунок: нет
|
7. В фокальной плоскости двояковыпуклой линзы расположено плоское зеркало. Предмет находится перед линзой между фокусом и двойным фокусным расстоянием. Построить изображение предмета.
Ответ: Рисунок:нет
|
8. Установка для получения колец Ньютона освещается монохроматическим светом, падающим по нормали к поверхности пластинки. После того как пространство между линзой и стеклянной пластинкой заполнили жидкостью, радиусы темных колец в отраженном свете уменьшились в 1.25 раза. Найти показатель преломления n жидкости.
Ответ: n=1.56. Рисунок: нет.
|
9. Постоянная дифракционной решетки d=2 мкм. Какую разность длин волн дельта лямбда может разрешить эта решетка в области желтых лучей (лямбда=600 нм) в спектре второго порядка? Ширина решетки a=2.5 см.
Ответ: дельта лямбда=24 пм. Рисунок: нет.
|
10. Под каким углом i(Б) r горизонту должно находиться Солнце, чтобы его лучи, отраженные от поверхности озера, были наиболее полно 2 поляризованы?
Ответ: i(Б)=37град.. Рисунок: нет.
|
11. Дана кривая распределения спектральной плотности энергетической светимости абсолютно черного тела при некоторой температуре. К какой температуре относится эта кривая? Найти, какой процент излучаемой энергии приходится на долю видимого спектра при этой температуре. 
Ответ: 1)T=2400 K; 2)3-5%. Рисунок: 64.
|
12. Найти частоту света, вырывающего с поверхности металла электроны, которые полностью задерживаются обратным потенциалом в 3 В. Фотоэффект у этого металла начинается при частоте падающего света в 6*10**14 сек**(-1). Найти работу выхода электрона из этого металла.
Ответ: A=2,48 эВ; ню=13,2*10**14 c**(-1) . Рисунок: нет.
|
13. Длина волны фотона равна комптоновской длине электрона. Определить энергию и импульс фотона.
Ответ: 0,511 МэВ;2,7*10**-22 кг*м/с. Рисунок: нет.
|
14. Найти энергию и потенциал ионизации ионов гелия и лития.
Ответ: Гелий: 8,64 аДж = 54 эВ; 54 В; литий: 19,5 аДж = 122 эВ;122 В. Рисунок: нет.
|
15. Почему при физической интерпретации волновой функции говорят не о самой волновой функции, а о квадрате ее модуля?
Ответ: нет. Рисунок: нет.
|
16. Однослойная катушка (соленоид) имеет длину l и радиус сечения R. Число витков на единицу длины n. Найти индукцию магнитного поля в центре катушки, если ток через нее равен I.
Ответ: B='мю'(0)*n*I/[1+(2*R/l)^2]^1/2 Рисунок: нет
|
17. Система состоит из двух параллельных друг другу плоскостей с токами, которые создают между плоскостями однородное магнитное поле с индукцией В. Вне этой области магнитное поле отсутствует. Найти магнитную силу, действующую на единицу поверхности каждой плоскости.
Ответ: F1=B?/2*'мю'(0) Pисунок: нет
|
18. В момент t=0 из одной пластины плоского конденсатора вылетел электрон с пренебрежимо малой скоростью. Между пластинами приложено ускоряющее напряжение, меняющееся во времени по закону U==Et, где E=100 В/с. Расстояние между пластинами l=5,0 см. С какой скоростью электрон подлетит к противоположной пластине?
Ответ: v=(9Eie/2m)^1/3=16 км/с . Рисунок: нет
|
19. По двум гладким медным шинам, установленным под углом 'альфа' к горизонту, скользит под действием силы тяжести медная перемычка массы m (рис). К шинам подключен конденсатор емкости С. Расстояние между шинами l. Система находится в однородном магнитном поле с индукцией В, перпендикулярном к плоскости, в которой перемещается перемычка. Сопротивления шин, перемычки и скользящих контактов, а также самоиндукция контура пренебрежимо малы. Найти ускорение перемычки.
Ответ: a=g*sin('альфа')/(1+l**2*B**2*C/m) Рисунок: есть 3.89
|
20. Найти индуктивность единицы длины двухпроводной линии, если радиус каждого провода в n раз меньше расстояния между их осями. Полем внутри проводов пренебречь, магнитную проницаемость всюду считать равной единице и n>>1.
Ответ: L1(м0/п)*ln(n), точное значение:L1=(м0/4*п)*(1+4*ln(n)) Рисунок: нет
|
21. К концам цепи, состоящей из последовательно соединенных конденсатора и катушки, подают два переменных напряжения одинаковой амплитуды, но развой частоты. Частота одного напряжения равна собственной частоте (w0), другого - в `ню` раз больше. Найти отношение амплитуд токов (I0/I), возбуждаемых обоими напряжениями, если добротность системы равна Q. Вычислить это отношение для Q=10 и 100, если `ню`=l,10.
Ответ: I0/I=корень(1+(Q**2+1/4)*(ню**2-1)**2/ню**2); Рисунок нет.
|
22. Тонкая собирающая линза с относительным отверстием D:f=1:3,5 (D - диаметр линзы, f - ее фокусное расстояние) дает изображение достаточно удаленного предмета на фотопластинке. Яркость предмета L=260 кд/м**3. Потери света в линзе составляют `альфа`=0,10. Найти освещенность изображения.
Ответ: Е=15 лк. Рисунок нет.
| |
Скачать 2.94 Mb.