Расчетно-графическое задание № 1
|
Группа: МОС-22
|
Студент: 12. Толстолуцкий Алексей
|
1. Требуется получить напряжённость магнитного поля 1кА/м в соленоиде длиной 20см и диаметром 5см. Найти число ампер-витков, необходимое для этого соленоида, и разность потенциалов, которую надо приложить к концам обмотки из медной проволоки диаметром 0,5мм. Считать поле соленоида однородным.
Ответ: IN=200А*в; U=2,7В. Рисунок:нет
|
2. Два прямоугольных длинных параллельных проводника находятся на расстоянии d1=10 см друг от друга. По проводникам в одном направлении текут токи I1=20 А и I2= 30 А. Какую работу Аl надо совершить (на единицу длины проводников), чтобы раздвинуть эти проводники до расстояния d2=20 см ?
Ответ: Аl=83 мкДж/м. Рисунок: Нет.
|
3. Пучок электронов, ускоренных разностью потенциалов U= 300 В, влетает в однородное магнитное поле, направленное по чертежам к нам. Ширина поля b=2,5 см. В отсутствие магнитного поля пучок электронов дает пятно в точке А флуоресцирующего экрана, расположенного на расстоянии l=5 см от края полюсов магнита. При включении магнитного поля пятно смещается в точку В. Найти смещение х=АВ пучка электронов, если известно, что индукция магнитного поля В=14,6 мТл. 
Ответ: R=4см; x=4,9см. Рисунок: Есть.
|
4. Квадратная рамка из медной проволоки сечением s=1 мм**2 помещена в магнитное поле, индукция которого меняется по закону В=В(0)*sin(wt), где B(0)=0.01 Тл, w=2*Пи/T и T=0.02 c. Площадь рамки S=25 см**2. Плоскость рамки перпендикулярна к направлению магнитного поля. Найти зависимость от времени t и наибольшее значение: а) Магнитного потока Ф, пронизывающего рамку; б) ЭДС индукции, возникающей в рамке; в) Тока I, текущего по рамке.
Ответ: а)Ф=В(0)*S*sin(wt)=2.5*10**-5*sin(100*Пи*t) Вб, Фmax=25 мкВб; б)Е= -7.85*10**-3*cos(Пи*t) B, Emax=7.85 мВ; в) I= - 2.3*cos(100*Пи*t) A, Imax=2.3 A. Рисунок: нет.
|
5. Две катушки расположены на небольшом расстоянии одна от другой. Когда сила тока в первой катушке изменяется с быстротой: I/ t=5 А/с, во второй катушке возникает ЭДС индукции Еi=0,1 B. Определить коэффициент М взаимной индукции катушек.
Ответ: 20 мГн. Рисунок: нет.
|
6. Катушка, индуктивность которой L=3*10**(-5) Гн, присоединена к плоскому конденсатору с площадью пластины S=100 cм**2 и расстоянием между ними D=0.01 мм. Чему равна диэлектрическая проницаемость среды, заполняющей пространство между пластинами, если контур резонирует на волну длиной 750 м.
Ответ: E = 6 Рисунок: нет
|
7. Поверх выпуклого сферического зеркала радиусом кривизны 20 см налили тонкий слой воды. Определить главное фокусное расстояние такой системы.
Ответ: - 8 см. Рисунок: нет.
|
8. В опыте Юнга отверстия освещались монохроматическим светом длиной волны 600нм, расстояния между отверстиями 1мм и расстояние от отверстий до экрана 3м. Найти положение трех пер вых светлых полос.
Ответ: у1=1,8мм; у2=3,6мм; у3=5,4мм. Рисунок:нет
|
9. На диафрагму с диаметром отверстия D=1.96 мм падает нормально параллельный пучок монохроматического света (лямбда=600 нм). При каком наибольшем расстоянии l между диафрагмой и экраном в центре дифракционной картины еще будет - наблюдаться темное пятно?
Ответ: l=0.8 м. Рисунок: нет.
|
10. Пучок естественного света, идущий в воде, отражается от грани алмаза, погруженного в воду. При каком угле падения отраженный свет полностью поляризован?
Ответ: 61 град 16 мин. Рисунок: нет.
|
11. Диаметр вольфрамовой спирали в электрической лампочке равен 0,3 мм, длина спирали 5 см. При включении лампочки в цепь напряжением в 127 В через лампочку течет ток силой 0,31 А Найти температуру лампочки. Считать, что по установлении равновесия все выделяющееся в нити тепло теряется в результате лучеиспускания. Отношение энергетических светимостей вольфрама и абсолютно черного тела считать для этой температуры равным 0,31.
Ответ: T=2500 K. Рисунок: нет.
|
12. Максимальная скорость фотоэлектронов, вылетающих из металла при облучении его гамма - фотонами, равна 291 Мм/с. Определить энергию гамма - фотонов.
Ответ: 1,59 МэВ. Рисунок: нет.
|
13. Какая доля энергии фотона при эффекте Комптона приходится на электрон отдачи, если фотон претерпел рассеяние на угол 180 град? Энергия фотона до рассеяния равна 0,255 МэВ.
Ответ: 0,5. Рисунок: нет.
|
14. Определить потенциальную, кинетическую и полную энергии электрона, находящегося на первой орбите атома водорода.
Ответ: - 27,2 эВ; 13,6 эВ; - 13,6 эВ. Рисунок: нет.
|
15. Написать уравнение Шредингера для частицы с энергией Е, движущейся в положительном направлении оси Х для областей 1, 2 и 3 (см. рис. 46.3), если на границе этих областей имеется прямоугольный потенциальный барьер высотой U и шириной d.
Ответ: см.задачник Рисунок:46.3.
|
16. На деревянный тороид малого поперечного сечения намотано равномерно N=2,5*10(в третьей) витков провода, по которому течет ток I. Найти отношение 'эта' индукции магнитного поля внутри тороида к индукции в центре тороида.
Ответ: 'эта'=N/pi=800 Рисунок: нет
|
17. Медный провод сечением S=2,5 мм^2, согнутый в виде трех сторон квадрата, может поворачиваться вокруг горизонтальной оси OO' (рис, 3.73). Провод находится в однородном вертикально направленном магнитном поле. Найти индукцию поля, если при пропускании по данному проводу тока I=16 А угол отклонения 'этта'=20+. 
Ответ: B=(2*p*g*S/I)*tg'этта'=10 мТл, где p-плотность меди Рисунок: 3.73
|
18. Плоский конденсатор, площадь каждой пластины которого S и расстояние между ними и d поместили в поток проводящей жидкости с удельным сопротивлением 'рo'. Жидкость движется со скоростью v параллельно пластинам. Система находится в однородном магнитном поле с индукцией В, причем вектор В параллелен пластинам и перпендикулярен к направлению потока. Пластины конденсатора замкнули на внешнее сопротивление R. Какая мощность выделяется на этом сопротивлении? При каком R выделяемая мощность будет максимальной? Чему она равна?
Ответ: P=v**2*B**2*d**2*R/(R+'po'*d/S)**2 ; при R='po'*d/S мощность P=Pmax=v**2*B**2*d*S/4*'po' Рисунок: нет
|
19. Длинный прямой проводник с током I и П-образный проводник с подвижной перемычкой расположены в одной плоскости (рис). Перемычку, длина которой l, перемещают вправо с постоянной скоростью V. Найти э.д.с. индукции в контуре как функцию расстояния r.
Ответ: эдсi='мю'o*t*v*I/2*'pi'*r Рисунок: есть 3.87
|
20. Имеются два неподвижных контура с взаимной индуктивностью L12. В одном из контуров начали изменять ток по закону I1=at, где a-постоянная, t-время. Найти закон изменения тока I2(t) в другом контуре, индуктивность которого L2 и сопротивление R.
Ответ: I2=[1-exp(-t*R/L2)]*aL12/R Рисунок: нет
|
21. Цепь из последовательно соединенных конденсатора емкости С, сопротивления R и катушки с индуктивностью L и пренебрежимо малым активным сопротивлением подключена к генератору синусоидального напряжения, частоту которого можно менять при постоянной амплитуде. Найти частоту, при которой максимальна амплитуда напряжения:: а) на конденсаторе; б) на катушке.
Ответ: a) w=корень(w0**2-2*бетта**2); б)w=w0**2/корень(w0**2-2*бетта**2). Рисунок нет.
|
22. Определить фокусное расстояние вогнутого зеркала, если: а) при расстоянии между предметом и изображением l=15 см поперечное увеличение 'бета'=-2,0; б) при одном положении предмета поперечное увеличение 'бета'1=- 0,50, а при другом положении, смещенном относительно первого на расстояние l=5,0 см, поперечное увеличение 'бета'2=- 0,25.
Ответ: а) f=10см; б) f=2,5см. Рисунок нет.
|
Расчетно-графическое задание № 1
|
Группа: МОС-22
|
Студент: 13. Швец Михаил
|
1. В однородном магнитном поле напряженностью H=79,6 кА/м помещена квадратная рамка, плоскость которой составляет с направлением магнитного поля угол альфа = 45 градусов. Сторона рамки а = 4 см. Найти магнитный поток Ф, пронизывающий рамку.
Ответ: Ф = 113 мкВб. Рисунок: Нет.
|
2. На оси контура с током, магнитный момент которого равен 10 мА*м**2, находится другой такой же контур. Вектор магнитного момента второго контура перпендикулярен оси. Вычислить механический момент, действующий на второй контур. Расстояние между контурами равно 50 см. Размеры контуров малы по сравнению с расстоянием между ними.
Ответ: 160 пН*м. Рисунок: нет.
|
3. Найти отношение q/m для заряженной частицы, если она, влетая со скоростью v=10**6 м/с в однородное магнитное поле напряженностью Н=200 кА/м, движется по дуге окружности радиусом R=8,3 см. Направление скорости движения частицы перпендикулярно к направлению магнитного поля. Сравнить найденное значение со значением q/m для электрона, протона и альфа-частицы.
Ответ: q/m=4,8*10**7 Кл/кг. Для электрона q/m=1,76*10**11 Кл/кг; для протона q/m=9,6*10**7 Кл/кг; для альфа-частицы q/m=4,8*10**7 Кл/кг. Рисунок: Нет.
|
4. В магнитном поле, индукция которого В=0.1 Тл, помещена квадратная рамка из медной проволоки. Площадь поперечного сечения проволоки s=1 мм**2, площадь рамки S=25 см**2. Нормаль к плоскости рамки параллельна магнитному полю. Какое количество электричества q пройдет по контуру рамки при исчезновении магнитного поля?
Ответ: q=74 мКл. Рисунок: нет.
|
5. Соленоид содержит N=1000 витков. Площадь S сечения сердечника равна 10 см**2. По обмотке течет ток, создающий поле с индукцией B=1,5 Тл. Найти среднюю ЭДС индукции (Ei), возникающей в соленоиде, если ток уменьшится до нуля за время t=500 мкс.
Ответ: 3 кВ. Рисунок: нет.
|
6. Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью 800 СГСс и катушки, индуктивность которой 2*10**(-3) Гн. На какую длину волны настроен контур? Сопротивлением контура пренебречь.
Ответ: ЛЯМБДА = 2500 м Рисунок: нет
|
7. Преломляющий угол тэтта призмы, имеющий форму острого клина, равен 2 град. Определить угол наименьшего отклонения сигма(min) луча при прохождению через призму, если показатель преломления n стекла призмы равен 1,6.
Ответ: 1град.12мин. Рисунок: нет.
|
8. Кольца Ньютона образуются между плоским стеклом и линзой с радиусом кривизны 8,6м. Монохроматический свет падает нормально. Измерениями установлено, что диаметр четвертого темного кольца (считая центральное темное пятно за нулевое) равен 9мм. Найти длину волны падающего света.
Ответ: =589нм. Рисунок:нет
|
9. На каком расстоянии l друг от друга будут находиться на экране две линии ртутной дуги (лямбда(1)=577 нм и лямбда(2)=579.1 нм) в спектре первого порядка, полученном при помощи дифракционной решетки? Фокусное расстояние линзы, проектирующей спектр на экран, F=0.6 м. Постоянная дифракционной решетки d=2 мкм.
Ответ: l=0.65 мм. Рисунок: нет.
|
10. Алмазная призма находится в некоторой среде с показателем преломления n1. Пучок естественного света падает на призму так, как это показано на рис.32.4. Определить показатель преломления n1 среды, если отраженный пучок максимально поляризован. 
Ответ: 1,52. Рисунок: 32.4.
|
11. Температура верхних слоев Солнца равна 5,3 кК. Считая Солнце черным телом, определить длину волны ,которой соответствует максимальная спектральная плотность энергетической светимости Солнца.
Ответ: 547 нм. 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. Рентгеновское излучение длиной волны 55,8 пм рассеивается плиткой графита (Комптон - эффект). Определить длину волны света, рассеянного под углом 60 град к направлению падающего пучка света.
Ответ: 57 пм. Рисунок: нет.
|
14. Вычислить энергию фотона, испускаемого при переходе электрона в атоме водорода с третьего энергетического уровня на первый.
Ответ: 12,1 эВ. Рисунок: нет.
|
15. Используя выражение энергии частицы, находящейся в потенциальном ящике, получить приближённое выражение энергии: 1) гармонического осциллятора; 2) водородоподобного атома. Сравнить полученные результаты с истинными значениями энергий.
Ответ: cм задачник. Рисунок:нет.
|
16. Имеется круговой виток с током I. Найти интеграл (В*dr) вдоль оси витка в пределах от -оо до +оо. Объяснить полученный результат.
Ответ: Этот интеграл равен 'мю'(0)*I Рисунок: нет
|
17. Квадратная рамка с током I=0,90 А расположена в одной плоскости с длинным прямым проводником, по которому течет ток I(0)=5,0 А. Сторона рамки а=8,0 см. Проходящая через середины противоположных сторон ось рамки параллельна проводу и отстоит от него на расстояние, которое в 'эта'=1.5 раза больше стороны рамки. Найти: а) амперову силу, действующую на рамку; б) механическую работу, которую нужно совершить при медленном повороте рамки вокруг ее оси на 180 градусов.
Ответ: а) F=2*'мю'(0)*I*I(0)/ [pi*(4*'эта'?-1)]=0.4 мкН б) A=['мю'(0)*a*I*I(0)/pi]* ln[(2*'эта'+1)/(2*'эта'-1)]=0.1 мкДж Рисунок: нет
|
18. Релятивистский протон в момент t=0 влетел со скоростью Vo, в область, где имеется поперечное однородное электрическое поле напряженности Е, причем Vo_I_ E. Найти зависимость от времени угла J между скоростью V протона и первоначальным направлением его движения.
Ответ: Tg a=(eEt/mVo)(1-(Vo/c)^2)^1/2 . Рисунок: нет
|
19. Проводник 12 массы m скользит без трения по двум длинным проводящим рельсам, расположенным на расстоянии l друг от друга (рис). На левом конце рельсы замкнуты сопротивлением R. Система находится в вертикальном однородном магнитном поле с индукцией В. В момент t=0 стержню 12 сообщили вправо начальную скорость Vo. Пренебрегая сопротивлением рельсов и стержня 12, а также самоиндукцией, найти: а) расстояние, пройденное стержнем до остановки; б) количество тепла, выделенное при этом на сопротивлении.
Ответ: а)S=Vo*m*R/l**2*В**2 б) Q=m*V**2/2 Рисунок: есть 3.92
|
20. Два длинных коаксиальных соленоида содержат n1 и n2 витков на единицу длины. Внутренний соленоид, имеющий площадь поперечного сечения S, заполнен магнетиком с проницаемостью м. Найти взаимную индуктивность соленоида в расчете на единицу длины.
Ответ: L12ед=м0*м*n1*n2*S Рисунок: нет
|
21. Цепь переменного тока, состоящая из последовательно соединенных катушки и конденсатора, подключена к источнику переменной э.д.с., причем индуктивность катушки подобрана так, что ток в цепи максимален. Найти добротность системы, если известно, что при увеличении индуктивнoсти в n раз ток в цепи уменьшается в `ню` раз.
Ответ: Q=корень((n**2-1)/(n-1)**2-1/4) Рисунок нет.
|
22. Луч света падает из воздуха на сферическую поверхность стекла (рис. 5.6, a, где точками отмечены положения фокусов). Найти построением ход преломленного луча. 
Ответ:
| |
Скачать 2.94 Mb.