Расчетно-графическое задание № 1
|
Группа: МОС-22
|
Студент: 3. Вавилов Константин.
|
1. По бесконечно длинному прямому проводу, согнутому под углом 120 градусов, течет ток 50 А. Найти магнитную индукцию В в точках, лежащих на биссектрисе угла и удаленных от вершины его на расстояние 5 см.
Ответ: В 1 = 346 мкТл; В 2 = 116 мкТл. Рисунок: нет.
|
2. Квадратная проволочная рамка расположена в одной плоскости с длинным прямым проводом так, что две ее стороны параллельны проводу. По рамке и проводу текут одинаковые токи 1 кА. Определить силу, действующую на рамку, если ближайшая к проводу сторона рамки находится на расстоянии равном ее длине.
Ответ: 0,1 Н. Рисунок: нет.
|
3. Протон и электрон, двигаясь с одинаковой скоростью, влетают в однородное магнитное поле. Во сколько раз радиус кривизны R1 траектории протона больше радиуса кривизны R2 траектории электрона?
Ответ: R1/R2=1840. Рисунок: Нет.
|
4. В магнитном поле, индукция которого В=0,05 Тл, вращается стержень длиной l=1 м с угловой скоростью 20 рад/с. Ось вращения проходит через конец стержня и параллельна магнитному полю. Найти э.д.с. индукции , возникающую на концах стержня.
Ответ: 0,5 В. Рисунок: Нет.
|
5. Соленоид, площадь S сечения которого равна 5 см**2, содержит N=1200 витков. Индукция B магнитного поля внутри соленоида при силе тока I=2 А равна 0,01 Тл. Определить индуктивность соленоида.
Ответ: 3 мГн. Рисунок: нет.
|
6. Активное сопротивление R и индуктивность L соединены параллельно и включены в цепь переменного тока напряжением 127 В и частотой 50 Гц. Найти активное сопротивление R и индуктивность L, если известно, что мощность, поглощаемая в этой цепи, равна 404 Вт и сдвиг фаз между напряжением и током равен 60град..
Ответ: R = 40 Ом; L = 0,075 Гн. Рисунок: нет
|
7. Пучок параллельных лучей падает на толстую стеклянную пластину под углом епсилон=60 градусов, и преломляясь переходит в стекло. Ширина а пучка в воздухе равна 10 см. Определить ширину b пучка в стекле.
Ответ: 16.3см. Рисунок: нет.
|
8. Расстояние между двумя щелями в опыте Юнга равно 1мм, расстояние от щелей до экрана равно 3 м. Определить длину волны, испускаемой источником монохроматического света, если ширина полос интерференции на экране равна 1,5 мм.
Ответ: 500мм. Рисунок: нет.
|
9. Радиус четвертой зоны Френеля для плоского волнового фронта равен 3 мм. Определить радиус шестой зоны Френеля.
Ответ: 3,69 мм. Рисунок: нет.
|
10. Лучи естественного света проходят сквозь плоскопараллельную стеклянную пластинку (n=1.54),падая на нее под углом i(Б) полной поляризации. Найти степень поляризации P лучей, прошедших сквозь пластинку.
Ответ: P=18.9%. Рисунок: нет.
|
11. Какое количество энергии излучает один квадратный сантиметр затвердевающего свинца в 1 сек? Отношение энергетических светимостей поверхности свинца и абсолютно черного тела для этой температуры считать равным 0,6.
Ответ: W=0,46 Дж. Рисунок: нет.
|
12. Вакуумный фотоэлемент состоит из центрального катода (вольфрамового шарика) и анода (внутренней поверхности посеребренной изнутри колбы).Контактная разность потенциалов между электродами, численно равная U0=0,6 В, ускоряет вылетающие электроны. Фотоэлемент освещается светом, длина волны которого Лямбда=230 нм. 1) Какую задерживающую разность потенциалов надо приложить между электродами, чтобы фототок упал до нуля? 2) Какую скорость получат фотоэлектроны, когда они долетят до анода, если не прикладывать между катодом и анодом внешней разности потенциалов?
Ответ: 1) Ux=1,5 B; 2)v=7,3*10**5 м/c. Рисунок: нет.
|
13. Энергия рентгеновских лучей равна 0,6 Мэв. Найти энергию электрона отдачи, если известно, что длина волны рентгеновских лучей после комптоновского рассеяния изменилась на 20%.
Ответ: W=0,1 Mэв . Рисунок: нет.
|
14. Найти потенциал ионизации Ui: а) однократно ионизованного гелия; б) двукратно ионизованного лития.
Ответ: а) Ui=54 В; б) Ui=122 В; Рисунок: нет.
|
15. Электрон находится в потенциальном ящике шириной L. В каких точках в интервале (0<х
Ответ: нет. Рисунок: нет.
|
16. Определить индукцию магнитного поля в точке О, если проводник с током I имеет вид, показанный: а) на рис. 3.66, а, б) на рис. 3.66, б, в) на рис. 3.66, в. Радиус изогнутой части проводника равен R, прямолинейные участки проводника предполагаются очень длинными. 
Ответ: а) B='мю'(0)*pi*I/4*pi*R; б) B=(1+3*pi/2)*'мю'(0)*I/4*pi*R; в) B=(2+pi)*'мю'(0)*I/4*pi*R Рисунок: 3.66 а,б,в
|
17. Постоянный ток R=14 А течет по длинному прямому проводнику, сечение которого имеет форму тонкого полукольца радиуса R=5,0 см. Такой же ток течет в противоположном направлении по тонкому проводнику, расположенному на оси первого проводника (точка О на рис. 3.65).Найти силу магнитного взаимодействия данных проводников на единицу их длины.
Ответ: F1='мю'(0)I^2/pi^2*R=0.5 мН/М Рисунок: 3.65
|
18. Электрон начинает двигаться в однородном электрическом поле с напряженностью E=10 кВ/см. Через сколько времени после начала движения кинетическая энергия электрона станет равной его энергии покоя?
Ответ: t=3.0нс. Рисунок: нет
|
19. Квадратная проволочная рамка со стороной а и прямой проводник с постоянным током I лежат в одной плоскости (рис). Сопротивление рамки R. Ее повернули на 180 градусов вокруг оси 00', отстоящей от проводника с током на расстояние b. Найти количество электричества, протекшее в рамке.
Ответ: Q=q*('мю'o*a*I/2*R*'pi')*ln[(b+а)/(b-a)] Рисунок: есть 3.90
|
20. Катушку индуктивности L=300 мГн и сопротивлением R=140 мОм подключили к источнику постоянного напряжения. Через сколько времени ток через катушку достигнет n=50% установившегося значения?
Ответ: t=-(L/R)*ln(1-n)=1.5c Рисунок: нет
|
21. На рис, 4.28 показано сечение тороидального резонатора, используемого во многих микроволновых генераторах. Считая, что центральная часть резонатора является плоским конденсатором, а тороидальная полость - индуктивностью, оценить собственную частоту резонатора. Необходимые размеры даны на рисунке. 
Ответ: w0=(2d/е0*м0*а**2*h*Ln(b/a)). Рисунок есть.
|
22. На рис. 5.9 показана центрированная система, состоящая из трех тонких линз. Система находится в воздухе. Определить: а) положение точки схождения параллельного пучка, падающего слева, после прохождения через систему; б) расстояние от первой линзы до точки, находящейся на оси слева от системы, при котором эта точка и ее изображение будут расположены симметрично относительно системы. 
Ответ:
|
Расчетно-графическое задание № 1
|
Группа: МОС-22
|
Студент: 4. Дубровский Вячеслав.
|
1. Два круговых витка расположены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях так, что центры этих витков совпадают. Радиус каждого витка 2см, токи в витках 5А. Найти напряжённость магнитного поля в центре этих витков.
Ответ: H=177 А/м. Рисунок:нет
|
2. Короткий прямой магнит расположен перпендикулярно плоскости магнитного меридиана. На оси магнита на расстоянии r=50см от его середины (которое много больше длины магнита) находится магнитная стрелка. Вычислить магнитный момент pm магнита, если стрелка отклонена на угол альфа равный 6 градусам от плоскости магнитного меридиана.
Ответ: Pm=1.32 A*м**2. Рисунок: нет.
|
3. Электрон , ускоренных разностью потенциалов U= 6 кВ, влетает в однородное магнитное поле под углом 30град. к направлению поля и движется по винтовой траектории. Индукция магнитного поля В=13 мТл. Найти радиус R и шаг h винтовой траектории.
Ответ: R=1 см; h=11 см. Рисунок: Нет.
|
4. В проволочное кольцо, присоединенное к баллистическому гальванометру, вставили прямой магнит. По цепи протекло количество электричества Q=10 мкКл. Определить магнитный поток Ф, пересеченный кольцом, если сопротивление цепи гальванометра равно 30 Ом.
Ответ: 0,3 мВб. Рисунок: нет.
|
5. Индуктивность соленоида длиной 1 м, намотанного в один слой на немагнитный каркас, равна 1,6 мГн. Площадь сечения соленоида равна 20 см**2. Определить число витков на каждом см длины соленоида.
Ответ: 8 витков на 1 см. Рисунок: нет.
|
6. На какую длину волны Л будет резонировать контур, состоящий из катушки индуктивностью L=4 мкГн и конденсатора электроемкостью C=1,11 нФ?
Ответ: 126 м. Рисунок: нет.
|
7. Вогнутое сферическое зеркало с диаметром отверстия 40 см имеет радиус кривизны 60 см. Найти продольную и поперечную сферическую аберрации краевых лучей, параллельных главной оси.
Ответ: X = 1,8 см , Y = 1,5 см Рисунок: нет
|
8. В интерферометре Жамена две одинаковые трубки длиной 15 см были заполнены воздухом. Показатель преломления воздуха равен 1,000292. Когда в одной из трубок воздух заменили ацетиленом, то интерференционная картина сместилась на 80 полос. Определить по казатель преломления ацетилена, если в интерферометре использо вался источник монохроматического света с длиной волны 0,59 мкм.
Ответ: 1,000607. Рисунок: нет.
|
9. Плоская световая волна длиной 0,5 мкм падает нормально на диафрагму с круглым отверстием диаметром 1 см. На каком расстоянии от отверстия должна находиться точка наблюдения, чтобы отверстие открывало:1) одну зону Френеля; 2)две зоны Френеля?
Ответ: 1) 50 м;2) 25 м. Рисунок: нет.
|
10. Предельный угол полного внутреннего отражения для некоторого вещества i=45град. Найти для этого вещества угол i(Б) полной поляризации.
Ответ: i(Б)=54град.44'. Рисунок: нет.
|
11. Мощность излучения шара радиусом 10 см при некоторой постоянной температуре равна 1 кВт. Найти эту температуру, считая шар серым телом с коэффициентом теплового излучения 0,25.
Ответ: 866 К. Рисунок: нет.
|
12. Определить максимальную скорость фотоэлектронов, вылетающих из металла при облучении гамма - фотонами с энергией 1,53 МэВ.
Ответ: 291 Мм/с. Рисунок: нет.
|
13. Фотон с энергией 0,4 МэВ рассеялся под углом 90 град на свободном электроне. Определить энергию рассеянного фотона и кинетическую энергию электрона отдачи.
Ответ: 0,224 МэВ;0,176 МэВ. Рисунок: нет.
|
14. Найти кинетическую энергию Wк электрона, находящегося на n-й орбите атома водорода, для n=1,2,3 и бесконечность.
Ответ: Wк1=13,6 эВ; Wк2=3,40 эВ; Wк3=1,51 эВ; Wк4=0 эВ. Рисунок: нет.
|
15. Чем обусловлено требование конечности волновой функции?
Ответ: нет. Рисунок: нет.
|
16. Ток I течет вдоль длинной тонкостенной трубы радиуса R, имеющей по всей длине продольную прорезь ширины h. Найти индукцию магнитного поля внутри трубы, если h<
Ответ: B='мю'(0)*h*I/(4*pi^2*R*r), где r - расстояние от прорези Рисунок: нет
|
17. Укрепленную на конце коромысла весов небольшую катушку К с числом витков N=200 поместили в зазор между полюсами магнита (рис. 3.75). Площадь сечения катушки S=1,0 см^2, длина плеча ОА коромысла l=30 см. В отсутствие тока через катушку весы уравновешены. После того как через катушку пустили ток I=22 мА, для восстановления равновесия пришлось изменить груз на чаше весов на дельта m=60 мг. Найти индукцию магнитного поля в месте нахождения катушки. 
Ответ: B=m*g*l/N*I*S=0.4 Тл Рисунок: 3.75
|
18. Показать с помощью бетатронного условия, что напряженность вихревого электрического поля в бетатроне имеет экстремум на равновесной орбите.
Ответ: см. задачу№3.420. Рисунок: нет
|
19. В длинном прямом соленоиде с радиусом сечения а и числом витков на единицу длины n изменяют ток с постоянной скоростью I А/с. Найти модуль напряженности вихревого электрического поля как функцию расстояния г от оси соленоида. Изобразить примерный график этой зависимости.
Ответ: E(ra)='мю'o*n*I'*a**2/2*r Рисунок: нет
|
20. Ток I течет по рамке в виде квадратного контура со стороной а. Найти магнитный поток через полуплоскость Р (рис.3. 99), граница которой ОО' отстоит от ближайшей стороны рамки на расстояние b. Полуплоскость Р и рамка лежат в одной плоскости. Указание. Воспользоваться теоремой взаимности: L12=L21. 
Ответ: Ф=(v0/2*п)*а*l*ln(1+a/b) Рисунок: 3.99
|
21. Кольцо из тонкого провода с активным сопротивлением R и индуктивностью L вращают с постоянной угловой скоростью w во внешнем однородном магнитном поле, перпендикулярном к оси вращения. При этом поток магнитной индукции внешнего поля через кольцо изменяется во времени по закону Ф=Ф0*coswt. Найти среднюю механическую мощность, развиваемую внешними силами для поддержания вращения кольца с постоянной угловой скоростью.
Ответ:
=w**2*Ф0**2*R/2*(R**2+w**2*L**2) Рисунок нет.
|
22. Центрированная оптическая система состоит из двух тонких линз с фокусными расстояниями f1 и f2, причем расстояние между линзами равно d. Данную систему требуется заменить одной тонкой линзой, которая при любом положении объекта давала бы такое же поперечное увеличение, как и предыдущая система. Каким должно быть фокусное расстояние этой линзы и ее положение относительно системы из двух линз?
Ответ: f=f1*f2/(f1+f2-d). Рисунок нет.
| |
Скачать 2.94 Mb.