Расчетно-графическое задание № 1
|
Группа: МОС-22
|
Студент: 16.
|
1. На рис изображены сечения двух прямолинейных бесконечно длинных проводников с токами. Расстояние между проводниками 10см, токи I1=20А и I2=30А. Найти напряжённость магнитного поля, вызванного токами в точках М1, М2 и М3. Расстояние М1А=2см, АМ2=4см и ВМ3=3см. 
Ответ: H1=120 А/м H2=159 А/м H3=135 А/м Рисунок:52
|
2. Конденсатор электроемкостью 50 мкФ заряжается от источника тока, ЭДС которой равна 80 В, и с помощью особого переключателя полностью разряжается 100 раз в секунду через обмотку тангенс - гальванометра, расположенного в плоскости магнитного меридиана. На какой угол отклонится магнитная стрелка, находящаяся в центре тангенс - гальванометра, если его обмотка имеет 10 витков радиусом 25 см?
Ответ: 26,5 град. Рисунок: нет.
|
3. На фотографии ,полученной в камере Вильсона, траектория электрона в однородном магнитном поле представляет собой дугу окружности радиусом R=10 см. Индукция магнитного поля В=10 мТл. Найти энергию электрона W (в электронвольтах).
Ответ: W=88 кэВ. Рисунок: Нет.
|
4. Магнитная индукция поля между полюсами двухполюсного генератора равна 0,8 Тл. Ротор имеет сто витков площадью 400 см**2. Определить частоту вращения якоря, если максимальное значение ЭДС индукции равно 200 В.
Ответ: 600 мин**(-1). Рисунок: нет.
|
5. С помощью реостата равномерно увеличивают силу тока в катушке на 0,1 А в 1 сек. Индуктивность катушки равна 0,01 Гн. Найти среднее значение ЭДС самоиндукции.
Ответ: 1 мВ. Рисунок: нет.
|
6. Конденсатор емкостью 20 мкФ и реостат, активное сопротивление которого 150 Ом, включены последовательно в цепь переменного тока 150 Гц. Какую часть напряжения, приложенного к этой цепи, составляет падение напряжения: 1) на конденсаторе, 2) на реостате?
Ответ: 1) 72,5%, 2) 68,5% Рисунок: нет
|
7. Вогнутое сферическое зеркало дает на экране изображение предмета, увеличенное в Г=4 раза. Расстояние а от предмета до зеркала равно 25 см. Определить радиус R кривизны зеркала.
Ответ: 40см Рисунок: нет.
|
8. Поверхности стеклянного клина образуют между собой угол 0,2 мин. На клин нормально к его поверхности падает пучок лучей мо нохроматического света с длиной волны 0,55 мкм. Определить ширину Ь интерференционной полосы.
Ответ: 3.15 мкм. Рисунок: нет.
|
9. На дифракционную решетку, содержащую 400 штрихов на 1мм,падает нормально монохроматический свет с длиной волны 0,6 мкм. Найти общее число дифракционных максимумов, которые дает эта решетка. Определить угол дифракции, соответствующий последнему максимуму.
Ответ: 8;74 град. Рисунок: нет.
|
10. Пучок естественного света падает на стеклянную (n=1,6) призму (рис.). Определить двугранный угол призмы, если отраженный пучок максимально поляризован. 
Ответ: 32 град. Рисунок: 32.3.
|
11. Во сколько раз надо увеличить термодинамическую температуру черного тела, чтобы его энергетическая светимость возросла в два раза?
Ответ: В 1,19 раза. Рисунок: нет.
|
12. Красная граница фотоэффекта для некоторого металла равна 275 нм. Чему равно минимальное значение энергии фотона, вызывающего фотоэффект?
Ответ: e=4,5 эв. Рисунок: нет.
|
13. Определить угол рассеяния фотона, испытавшего соударение со свободным электроном, если изменение длины волны при рассеянии равно 3,62 пм.
Ответ: 120 град и 240 град. Рисунок: нет.
|
14. Определить длину волны, соответствующую третьей спектральной линии в серии Бальмера.
Ответ: 434 нм. Рисунок: нет.
|
15. Зная собственную функцию, описывающую состояние частицы в потенциальном ящике, и, используя условия нормировки, определить постоянную С для этой волновой функции.
Ответ: нет. Рисунок: нет.
|
16. Однородный ток плотности j течет внутри неограниченной пластины толщины 2*d параллельно ее поверхности. Найти индукцию магнитного поля этого тока как функцию расстояния х от средней плоскости пластины. Магнитную проницаемость всюду считать равной единице.
Ответ: B=(x<=d)='мю'(0)*j*x B=(x>=d)='мю'(0)*d*j Рисунок: нет
|
17. В электромагнитном насосе для перекачки расплавленного металла участок трубы с металлом находится в одном магнитном поле с индукцией В (рис). Через этот участок трубы в перпендикулярном к вектору В и оси трубы направлении пропускают равномерно распределенный ток I. Найти избыточное давление, создаваемое насосом при В=0,10 Тл, I=100 А и а=2,0см. 
Ответ: dp=I*B/a=0.5 kПa Рисунок: есть 3.78
|
18. В бетатроне индукция магнитного поля на равновесной орбите радиуса r=20 см изменяется за время delta t= =1,0 мс практически с постоянной скоростью от нуля до В=0,40 Тл. Найти энергию, приобретаемую электроном за каждый оборот.
Ответ: делта W=0.1 кэВ. Рисунок: нет
|
19. Провод, имеющий форму параболы y=k*x**2, находится в однородном магнитном поле с индукцией В(рис). Из вершины параболы в момент t=0 начали перемещать перемычку 12. Найти э.д.с. индукции в образовавшемся контуре как функцию у, если перемычку перемещают: а) с постоянной скоростью v, б) с постоянным ускорением а, причем в момент t=0 скорость перемычки была равна нулю.
Ответ: а) эдсi=2*B*v*(y/r)**1/2 б)эдсi=B*y*(8*a/r)**1/2 Рисунок: есть 3.86
|
20. Сверхпроводящее круглое кольцо радиуса а, имеющее индуктивность L, находится в однородном магнитном поле с индукцией В. Плоскость кольца параллельна вектору В, и ток в кольце равен нулю. Затем плоскость кольца повернули на 90 град. в положение, перпендикулярное к полю. Найти: а) ток в кольце после поворота; б) работу, совершенную при этом.
Ответ: a) I=п*а**2*В/L; б)A=п**2*а**2*В**2/(2*L) Рисунок: нет
|
21. Колебательный контур содержит конденсатор емкости С и соленоид с индуктивностью L1. Соленоид индуктивно связан с короткозамкнутой катушкой, имеющей индуктивность L2 и пренебрежимо малое активное сопротивление. Коэффициент их взаимной индуктивности L12. Найти собственную частоту данного колебательного контура.
Ответ: w0=корень(L**2/C(L1*L2-L12**3)) Рисунок нет.
|
22. Показать, что при преломлении в призме с малым преломляющим углом 'тэта' луч отклоняется на угол 'альфа'(n-1)'тэта' независимо от угла падения, если последний также мал.
Ответ: . Рисунок: нет.
|
Расчетно-графическое задание № 1
|
Группа: МОС-22
|
Студент: 17.
|
1. Два длинных параллельных провода находятся на расстоянии 5 см один от другого. По проводам текут в противоположных направлениях одинаковые токи 10 А каждый. Найти напряженность Н магнитного поля в точке, находящейся на расстоянии 2 см от одного и 3 см от другого провода.
Ответ: 132 А/м. Рисунок: нет.
|
2. Катушка гальванометра, состоящая из N=400 витков тонкой проволоки, намотанной на прямоугольный каркас длиной l=3 см и шириной b=2 см, подвешена на нити в магнитном поле с индукцией В=0,1 Тл. По катушке течет ток I=0,1 мкА. Найти вращающий момент М, действующий на катушку гальванометра, если плоскость катушки: а) параллельна направлению магнитного поля; б) составляет угол 60град. с направлением магнитного поля.
Ответ: а) М=2,4*10**(-9) Н*м; б) М=1,2*10**(-9) Н*м. Рисунок: Нет.
|
3. Магнитное поле, индукция которого В=0,5 мТл, направлено перпендикулярно к электрическому полю, напряженность которого Е=1 кВ/м. Пучок электронов влетает в электромагнитное поле, причем скорость v электронов перпендикулярна к плоскости, в которой лежат векторы Е и В. Найти скорость электронов v, если при одновременном действии обоих полей пучок электронов не испытывает отклонения. Каким будет радиус R траектории движения электронов при условии включения одного магнитного поля?
Ответ: v=2*10**6м/с; R=2,3 см. Рисунок: Нет.
|
4. В однородном магнитном поле индукция которого В=0.8 Тл, равномерно вращается рамка с угловой скоростью W=15 рад/с. Площадь рамки S=150 cм**3. Ось вращения находится в плоскости рамки и составляет угол А=30 град. с направлением магнитного поля. Найти максимальную ЭДС индукции Еmax во вращающейся рамке.
Ответ: Emax=0.09 B. Рисунок: нет.
|
5. В цепи шел ток I0=50 А. Источник тока можно отключить от цепи, не размыкая ее. Определить силу тока I в этой цепи через t=0,01 с после отключения ее от источника тока. Сопротивление R цепи равно 20 Ом, ее индуктивность равна 0,1 Гн.
Ответ: 6,75 А. Рисунок: нет.
|
6. Колебательный контур состоит из параллельно соединенных конденсатора электроемкостью С=1 мкФ и катушки индуктивностью L=1 мГн. Сопротивление контура ничтожно мало. Найти частоту колебаний.
Ответ: 5,05 кГц. Рисунок: нет.
|
7. На плоскопараллельную стеклянную пластину толщиной 1 см падает луч света под углом 60град. Показатели преломления 1,73. Часть света отражается, а часть, преломляется, проходит в стекло, отражается от нижней поверхности пластинки и, преломляется вторично, выходит обратно в воздух параллельно первому лучу. Определить расстояние L между лучами.
Ответ: L = 5,8 мм Рисунок: нет
|
8. Расстояние между пятым и двадцать пятым светлыми кольцами Ньютона равно 9мм. Радиус кривизны линзы 15м. Найти длину волны монохроматического света, падающего нормально на установку. Наблюдение проводится в отраженном свете.
Ответ: =675нм. Рисунок:нет
|
9. Дифракционная решетка содержит 200 штрихов на 1 мм. На решетку падает нормально монохроматический свет с длиной волны 0,6 мкм. Максимум какого наибольшего порядка дает эта решетка?
Ответ: 8. Рисунок: нет.
|
10. Найти коэффициент отражения ро и степень поляризации P(1) отраженных лучей при падении естественного света на стекло (n=1.54) под углом i=45град.Какова степень поляризации P(2) преломленных лучей?
Ответ: ро=l/l0=5.06%;P(1)=83%;P(2)=4.42%. Рисунок: нет.
|
11. С поверхности сажи площадью 2 см**2 при температуре 400 К за время 5 мин излучается энергия 83 Дж. Определить коэффициент теплового излучения сажи.
Ответ: 0,953. Рисунок: нет.
|
12. На цинковую пластинку падает монохроматический свет с длиной волны 220 нм. Определить максимальную скорость фотоэлектронов.
Ответ: 760 км/с. 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 наименьшую лямда min и наименьшую лямда max длины волн спектральных линий водорода в видимой области спектра.
Ответ: лямда min=365 нм, лямда max=656 нм. Рисунок: нет.
|
15. Ядро испускает альфа-частицы с энергией 5 МэВ. В грубом приближении можно считать, что альфа-частицы проходят через прямоугольный потенциальный барьер высотой 10 МэВ и шириной 5=фм. Найти коэффициент прозрачности D барьера для альфа-частицы.
Ответ: 0,89. Рисунок:нет.
|
16. Найти индукцию магнитного поля в точке О контура с током I, который показан: а) на (рис.3.64 а), радиусы а и b, а также угол 'фи' известны; б) на (рис.3.64 б), радиус а и сторона b известны. 
Ответ: а) B='мю'(0)*I*[(2*pi-'фи')/a+'фи'/b]/4*pi б) B=' '(0)*I*[3*pi/4a+2^(1/2)/b]/4*pi Рисунок: 3.64 а,б
|
17. Ток I течет по длинному однослойному соленоиду, радиус сечения которого R=5,5 см. Число витков на единицу длины соленоида n=15 см**-1. Найти предельную силу тока, при которой может наступить разрыв обмотки, если предельная нагрузка на разрыв проволоки обмотки Fпр=100 Н.
Ответ: Iпр=(2*Fпр/'мю'*n*R)=1.4 kA Рисунок: нет
|
18. Для каких значений кинетической энергии период обращения электрона и протона в однородном магнитном поле на atta=1,0 % больше периода их обращения при нерелятивистских скоростях?
Ответ: T=atta*m*c^2,5кэВ и 9МэВ. Рисунок: нет
|
19. В середине длинного соленоида находится коаксиальное кольцо прямоугольного сечения из проводящего материала с удельным сопротивлением р. Толщина кольца h, его внутренний и внешний радиусы a и b. Найти индукционный ток в кольце, если индукция поля соленоида изменяется по закону B=вt, где в- постоянная.
Ответ: I=(b**2-a**2)*в*h/4p Рисунок: нет
|
20. Найти приближенную формулу для взаимной индуктивности двух тонких витков одинакового радиуса а, если оси витков совпадают, а их центры находятся на расстоянии l, причем l>>a.
Ответ: L12м0*п*а**2/(2*l**3) Рисунок: нет
|
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. Показать, что индукционный ток в кольце зависит от времени как I=Im*sin(wt-ф), где Im=wФ0/корень(R**2+w**2*L**2), причем tgф=wL/R.
Ответ: Рисунок нет.
|
22. Имеются две тонкие симметричные линзы: одна собирающая с показателем преломления n1=1,70, другая рассеивающая с n2=1,51. Обе линзы имеют одинаковый радиус кривизны поверхностей R = 10 см. Линзы сложили вплотную и погрузили в воду. Каково фокусное расстояние этой системы в воде?
Ответ: f=35см. Рисунок нет.
| |
Скачать 2.94 Mb.