Расчетно-графическое задание № 1
|
Группа: МОС-22
|
Студент: 18.
|
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. Решить задачу при условии, что токи текут в одном направлении. 
Ответ: H1=199 А/м H2=0 А/м H3=183 А/м Рисунок:52
|
2. По двум тонким проводам, изогнутым в виде кольца радиусом 10 см, текут одинаковые токи 10 А в каждом. Найти силу взаимодействия этих колец, если плоскости, в которых лежат кольца, параллельны, а расстояние между центрами колец равно 1 мм.
Ответ: 12,6мН. Рисунок: нет.
|
3. Два иона имеющие одинаковый заряд, но различные массы влетели в однородное магнитное поле. Первый ион начал двигаться по окружности радиусом 5 см, а второй ион - по окружности радиусом 2,5 см. Найти отношение масс ионов, если они прошли одинаковую ускоряющую разность потенциалов.
Ответ: 4. Рисунок: нет.
|
4. В однородном магнитном поле, индукция которого В=0.1 Тл, вращается катушка, состоящая из N=200 витков. Ось вращения катушки перпендикулярна к ее оси и к направлению магнитного поля. Период обращения катушки Т=0.2 с; площадь поперечного сечения S=4 см**2. Найти максимальную ЭДС индукции Еmax во вращающейся катушке.
Ответ: Еmax=250 мB. Рисунок: нет.
|
5. Катушка длиной l=20 см имеет N=400 витков. Площадь поперечного сечения катушки S=9 см**2. Найти индуктивность L(1) катушки. Какова будет индуктивность L(2) катушки, если внутрь катушки введен железный сердечник? Магнитная проницаемость материала сердечника &=400.
Ответ: L1=0.9 мГн;L2=0.36 Гн. Рисунок: нет.
|
6. Чему равно отношение энергии магнитного поля колебательного контура к энергии его электрического поля для момента времени T/8.
Ответ: Wм/Wэл = 1 Рисунок: нет
|
7. Плосковыпуклая линза с радиусом кривизны 30см и показателем преломления 1,5 дает изображение предмета с увеличением, равным 2. Найти расстояние предмета и изображения от линзы. Построить чертеж.
Ответ: а1==90см, а2=180см. Рисунок:нет
|
8. Источник S света (ламда=0,6 мкм) и плоское зеркало M расположены как показано на рис. (зеркало Ллойда). Что будет наблюдаться в точке Р экрана, где сходятся лучи SP и SMP, -свет или темнота, если |SP|=r=2 м, а=0,55 мм, |SM|=|MP|? 
Ответ: темнота. Рисунок: 30.7.
|
9. На дифракционную решетку падает нормально пучок света. Натриевая линия (лямбда(1)=589 нм) дает в спектре первого порядка угол дифракции фи(1)=17град.8'.Некоторая линия дает в спектре второго порядка угол дифракции фи(2)=24град.12'. Найти длину волны лямбда(2) этой линии и число штрихов N(0) на единицу длины решетки.
Ответ: лямбда(2)=409.9 нм; N0=500 мм**(-1). Рисунок: нет.
|
10. Пучок света, идущий в воздухе, падает на поверхность жидкости под углом 54 град. Определить угол преломления пучка, если отраженный пучок полностью поляризован.
Ответ: 36 град. Рисунок: нет.
|
11. Найти температуру печи, если известно, что из отверстия в ней размером 6,1 см**2 излучается в 1 сек 8,28 кал. Излучение считать близким к излучению абсолютно черного тела.
Ответ: Т=1000 K. Рисунок: нет.
|
12. Определить работу выхода электронов из натрия, если красная граница фотоэффекта 500 нм.
Ответ: 2,49 эВ. Рисунок: нет.
|
13. Энергия падающего фотона равна энергии покоя электрона. Определить долю w1 энергии падающего фотона, которую сохранит рассеянный фотон, и долю w2 этой энергии, полученную электроном отдачи, если угол рассеяния равен 1) 60 град; 2) 90 град; 3)180 град.
Ответ: 1) w1=0,67; w2 =33; 2) w1 = w2 = 0,5; 3)w1 = 0,33; w2 =0,67. Рисунок: нет.
|
14. Найти длину волны де Бройля лямда для электрона, движущегося по первой боровской орбите атома водорода.
Ответ: лямда =0,33 нм. Рисунок: нет.
|
15. Написать уравнение Шредингера для линейного гармонического осциллятора. Учесть, что сила, возвращающая частицу в положение равновесия, f=-b*х (где b - коэффициент пропорциональности, х-смещение).
Ответ: нет. Рисунок: нет.
|
16. Ток I течет по длинному прямому проводу и затем растекается равномерно по всем направлениям в однородной проводящей среде, как показано на рис. 3.68. Считая магнитную проницаемость среды равной единице, найти индукцию магнитного поля в точке А, отстоящей от точки О на расстояние r под углом 'этта'. 
Ответ: B=('мю'(0)*I/2*pi*r)*tg('этта'/2) Рисунок: 3.68
|
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. Так как период обращения электронов в однородном магнитном поле с ростом энергии быстро увеличивается, циклотрон оказывается непригодным для их ускорения. Этот недостаток устраняется в микротроне (рис. 3.110), где изменение периода обращения электрона delta T делают кратным периоду ускоряющего поля Тo. Сколько раз электрону необходимо пройти через ускоряющий промежуток микротрона, чтобы приобрести энергию W=4,6 МэВ, если delta T=То, индукция магнитного поля B=107 мТл и частота ускоряющего поля v=3000 МГц? 
Ответ: n=9 . Рисунок: 3.110
|
19. Внутри длинного соленоида находится катушка из N витков с площадью поперечного сечения S. Катушку поворачивают с постоянной угловой скоростью 'омега' вокруг оси, совпадающей с ее диаметром и перпендикулярной к оси соленоида. Найти э.д.с. индукции в катушке, если индукция магнитного поля в соленоиде меняется со временем как В=Вo*sin('омега'*t) и в момент t=0 ось катушки совпадала с осью соленоида.
Ответ: э.д.с.=Вo*N*S*'омега'*cos(2*'омега'*t) Рисунок: нет
|
20. Кольцо радиуса а=50 мм из тонкой проволоки индуктивностью L=0,26 мкГн поместили в однородное магнитное поле с индукцией В=0,50 мТл так, что его плоскость стала перпендикулярной к направлению поля. Затем кольцо охладили до сверхпроводящего состояния и выключили магнитное поле. Найти ток в кольце.
Ответ: I=п*а**2*В/L=15 A Рисунок: нет
|
21. В колебательный контур с добротностью Q=100 включен последовательно источник синусоидальной э.д.с. с постоянной амплитудой напряжения. При некоторой частоте внешнего напряжения тепловая мощность, выделяемая в контуре, оказывается максимальной. На сколько процентов следует изменить эту частоту, чтобы выделяемая мощность уменьшилась в n=2,0 раза?
Ответ: При Q>1 отношение дельта w/w0=корень(n-1)/2Q=0,5 Рисунок нет.
|
22. Найти увеличение зрительной трубы кеплеровского типа, установленной на бесконечность, если D-диаметр оправы ее объектива, a d - диаметр изображения этой оправы, образуемого окуляром трубы.
Ответ: Г=D/d. Рисунок нет.
|
Расчетно-графическое задание № 1
|
Группа: МОС-22
|
Студент: 19.
|
1. Найти напряжённость магнитного поля, создаваемого отрезком прямолинейного проводника с током, в точке С, расположенной на перпендикуляре к середине этого отрезка на расстоянии 6см от него. По проводнику течёт ток 30А. Отрезок АВ проводника виден из точки С под углом 90 градусов .
Ответ: H=56,5 А/м. Рисунок:нет
|
2. Короткая катушка площадью поперечного сечения, равной 150 см**2,содержит 200 витков провода, по которому течет ток 1 А. Катушка помещена в однородное магнитное поле напряженностью 8 кА/м. Определить магнитный момент катушки, а также вращающий момент, действующий на нее со стороны поля, если ось катушки составляет угол 60 град с линиями индукции.
Ответ: 12 А*м**2; 0,1 Н*м. Рисунок: нет.
|
3. Электрон влетает в однородное магнитное поле напряженностью H=16 кА/м со скоростью V=8 Мм/с. Вектор скорости составляет угол альфа равный 60 градусам с направлением линий индукции. Определить радиус R и шаг h винтовой линии, по которой будет двигаться электрон в магнитном поле. Определить также шаг винтовой линии для электрона, летящего под малым углом к линиям индукции.
Ответ: 1.96 мм; 7.1 мм; 14.2 мм. Рисунок: нет.
|
4. Горизонтальный стержень длиной l=1 м вращается вокруг вертикальной оси, проходящей через один из его концов. Ось вращения параллельна магнитному полю, индукция которого В=50 мкТл. При какой частоте вращения стержня n разность потенциалов на концах этого стержня U=1 мВ?
Ответ: При 6.4 об/с. Рисунок: нет.
|
5. Катушка сопротивлением R1=0,5 Ом с индуктивностью L=4 мГн соединена параллельно с проводом сопротивлением R2=2,5 Ом, по которому течет постоянный ток I=1 А. Определить количество электричества Q, которое будет индуцировано в катушке при размыкании цепи ключом К. 
Ответ: 1,33 мКл. Рисунок:25.2.
|
6. Уравнение изменения со временем разности потенциалов на обкладках конденсатора в колебательном контуре дано в виде U=50*Cos(10**4*ПИ*t) В. Емкость конденсатора 0,1 мкФ. Найти: 1) Период колебаний, 2) закон изменения со временем силы тока в цепи.
Ответ: 1) T = 2*10**(-4) c. Рисунок: нет
|
7. Луч света падает на грань стеклянной призмы перпендикулярно ее поверхности и выходит из противоположной грани, отклонившись на угол сигма=25 градусов от первоначального направления. Определить преломляющий угол тэтта призмы.
Ответ: 35град.30мин. Рисунок: нет.
|
8. Плосковыпуклая линза с оптической силой 2 дптр лежит выпуклой стороной на стеклянной пластинке. Радиус 4 темного кольца Ньютона в проходящем свете равен 0,7 мм. Определить длину световой волны.
Ответ: 490 нм. Рисунок: нет.
|
9. Какой наименьшей разрешающей силой R должна обладать дифракционная решетка, чтобы с ее помощью можно было разрешить две спектральные линии калия (578 нм и 580 нм)? Какое наименьшее число N штрихов должна иметь эта решетка, чтобы разрешение было возможно в спектре второго порядка?
Ответ: R=290; N=R/k. Рисунок: нет.
|
10. Найти коэффициент отражения ро естественного света, падающего на стекло (n=1.54) под углом i(Б) полной поляризации. Найти степень поляризации P лучей, прошедших в стекло.
Ответ: ро=0.083,P=9.1%. Рисунок: нет.
|
11. Определить температуру черного тела, при которой максимум спектральной плотности энергетической светимости приходится на красную границу видимого спектра (750 нм); на фиолетовую ( 380 нм).
Ответ: 3,8 кК; 7,6 кК. Рисунок: нет.
|
12. В работе А. Г. Столетова "Актино-электрические исследования" (1888 г.) впервые были установлены основные законы фотоэффекта. Один из результатов его опытов был сформулирован так: "Разряжающим действием обладают лучи самой высокой преломляемости, длина которых менее 295 нм". Определить работу выхода электрона из металла, с которым работал А. Г. Столетов.
Ответ: A=4,2 эв. Рисунок: нет.
|
13. Какова была длина волны рентгеновского излучения, если при комптоновском рассеянии этого излучения графитом под углом 60 град длина волны рассеянного излучения оказалась равной 25,4 пм?
Ответ: лямбда0=0,0242 нм. Рисунок: нет.
|
14. Найти радиус r1 первой боровской электронной орбиты для однократно ионизованного гелия и скорость u1 электрона на ней.
Ответ: r1 =26,6 пм; u1=4,37*10*6 м/с. Рисунок: нет.
|
15. Исходя из уравнение Шредингера для стационарных обосновать предъявляемые к волновой функции, ее непрерывность и непрерывность первой производной от волновой функции.
Ответ: нет. Рисунок: нет.
|
16. Непроводящая сфера радиуса R=50 мм, заряженная равномерно с поверхностной плотностью 'сигма'= 10,0 мкКл/м^2, вращается с угловой скоростью w=70 рад/с вокруг оси, проходящей через ее центр. Найти магнитную индукцию в центре сферы.
Ответ: B=2*'мю'(0)*'сигма'*w*R/3=29 пТл 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. Частица с удельным зарядом q/m движется прямолинейно под действием электрического поля Е=Eo-sx, где s - положительная постоянная, х - расстояние от точки, в которой частица первоначально покоилась. Найти расстояние, пройденное частицей до остановки.
Ответ: x=2Eo/e . Рисунок: нет
|
19. На длинный прямой соленоид, имеющий диаметр сечения d=5 см и содержащий п=20 витков на один сантиметр длины, плотно надет круговой виток из медного провода сечением S=1,0 мм**2 Найти ток в витке, если ток в обмотке соленоида увеличивают с постоянной скоростьюI=100 А/с.
Ответ: I='мю'o*n*S*d*I'/4*'po'=2 мА, где 'ро'- удельное сопративление меди. Рисунок: нет
|
20. Найти индуктивность единицы длины кабеля, представляющего собой два тонкостенных коаксиальных металлических цилиндра, если радиус внешнего цилиндра в n=3,6 раза больше, чем радиус внутреннего. Магнитную проницаемость среды между цилиндрами считать равной единице.
Ответ: L1=(м*м0/2*п)ln*n=0.26 мкГн/м. Рисунок: нет
|
21. В колебательном контуре (Рис. 4,29) индуктивность катушки L=2,5 мГн, а емкости конденсаторов C1=2,0 мкФ и С2=3,0 мкФ. Конденсаторы зарядили до напряжения U=180 В и замкнули ключ К. Найти: а)период собственных колебаний. б) амплитудное значение тока через катушку. 
Ответ: a)T=2п*корень (L*(c1+c2))=0,7 mc. б)Im=U*корень((с1+с2)/L)=8A. Рисунок есть.
|
22. Рассчитать положение главных плоскостей и фокусов толстой выпукло-вогнутой стеклянной линзы, если радиус кривизны выпуклой поверхности R1=10,0 см, вогнутой R2=5,0 см и толщина линзы d=3,0 см.
Ответ:
| |
Скачать 2.94 Mb.