Сборник задач РГР. Сборник задач ргр _749c12abb6093e7a2ad638790dec8bbe. Контрольная работа по прикладной физике

• Название: Контрольная работа по прикладной физике
• Анкор: Сборник задач РГР
• Дата: 04.04.2023
• Размер: 261.49 Kb.
• Имя файла: Сборник задач ргр _749c12abb6093e7a2ad638790dec8bbe.docx
• Тип: Контрольная работа; #1036732
• страница: 8 из 15

Задача 421. Электрон прошел ускоряющую разность потенциалов U  800 В и, влетев в однородное магнитное поле с индукцией В  4,7 мТл, стал двигаться по винтовой линии с шагом h  6 см. Определите радиус R винтовой линии, по которой движется электрон в магнитном поле.

Задача 422. Релятивистская -частица движется в однородном магнитном поле
по окружности радиусом R  80 см. Определите индукцию В магнитного поля, если кинетическая энергия -частицы T  500 МэВ.

Задача 423. Протон без начальной скорости, пройдя ускоряющую разность потенциалов U  800 В, влетает в однородные, скрещенные под прямым углом магнитное и электрическое поля. Индукция магнитного поля В  50 мТл. Определите напряженность Е электрического поля, если в скрещенных полях протон движется прямолинейно.

Задача 424. Электрон движется по винтовой линии в однородном магнитном поле
с индукцией В  100 мкТл. Радиус винтовой линии R  5 см, ее шаг h  20 см. Определите период Т обращения и скорость v движения электрона в магнитном поле.

Задача 425. Заряженная частица влетела перпендикулярно линиям индукции в однородное магнитное поле, созданное в среде. В результате взаимодействия с веществом частица, двигаясь в магнитном поле, потеряла половину своей первоначальной кинетической энергии. Определите отношение R₁/R₂ радиусов кривизны траектории движения частицы начала и конца пути.

Задача 426. -частица, двигающая со скоростью v  2 Мм/с, влетает под углом   30 к сонаправленным однородным электрическому и магнитному полям. Напряженность электрического поля Е  1 кВ/м, а индукция магнитного поля В  1 мТл. Определите полное ускорение а -частицы в момент вхождения ее в область пространства, где локализованы однородные электрическое и магнитное поля.

Задача 427. Релятивистский электрон движется в однородном магнитном поле
по окружности радиусом кривизны R  2 см. Определите кинетическую энергию Т электрона, если индукция магнитного поля B  0,1 Тл.

Задача 428. Электрон, ускоренный разностью потенциалов U  6 кВ, влетает в однородное магнитное поле под углом   30 к направлению поля и движется по винтовой траектории. Определите радиус R и шаг h винтовой траектории движения электрона, если индукция однородного магнитного поля В  13 мТл.

Задача 429. Однородные электрическое и магнитное поля скрещены под прямым углом. Электрон влетает со скоростью v  4 Мм/с в эти поля так, что силы, действующие на него со стороны электрического и магнитного полей, сонаправлены. Напряженность электрического поля Е  10 кВ/м, индукция магнитного поля В  2,5 мТл. Определите полное ускорение а электрона в момент вхождения электрона в область пространства, где локализованы однородные электрическое и магнитное поля.

Задача 430. Протон и электрон, ускоренные одинаковой разностью потенциалов,
влетают в однородное магнитное поле, перпендикулярное скорости. Определите отношение R₁/R₂ радиусов кривизны траекторий протона и электрона.

Задача 431. Тороид (замкнутый соленоид) со стальным сердечником и площадью
поперечного сечения S  4см² на единицу длины имеет число витков n  10 см^1. Пользуясь графиком зависимости магнитной индукции В поля в ферромагнетике от напряженности H намагничивающего поля, вычислите магнитный поток Ф, пронизывающий сердечник соленоида, если по обмотке соленоида течет ток I  2 А.

Задача 432. Виток диаметром d  10 см, по которому течет ток I  20 А, установился свободно в однородном магнитном поле с индукцией В  16 мТл. Определите работу А,
которую нужно совершить, чтобы медленно повернуть виток на угол   /2 относительно оси, совпадающей с его диаметром.

Задача 433. Плоская квадратная рамка со стороной длиной а  20 см лежит в одной плоскости с бесконечно длинным тонким прямым проводом, по которому течет ток I 
 100 А. Рамка расположена так, что ближайшая к проводу сторона рамки параллельна
проводу и находится от него на расстоянии l  10 см. Определите магнитный поток Ф,
пронизывающий рамку.

Задача 434. Квадратный контур со стороной длиной а  10 см, по которому течет ток I  6 А, находится в однородном магнитном поле с индукцией В  0,8 Тл под углом   50 к линиям индукции поля. Пренебрегая работой против упругих сил, найдите работу А, которую нужно совершить, чтобы при неизменной силе тока в контуре изменить его форму на окружность.

Задача 435. Тороид (замкнутый соленоид) без сердечника содержит обмотку, состоящую из числа N  200 витков. Внешний диаметр тороида D  60 см, его внутренний диаметр d  40 см. Определите напряженность H и индукцию В магнитного поля на оси тороида, если по его обмотке протекает ток I  5 А.

Задача 436. Квадратная рамка со стороной длиной а  10 см, по которой течет ток
I  200 А, установилась свободно в однородном магнитном поле с индукцией В  0,2 Тл.
Определите работу А, которую необходимо совершить при медленном повороте рамки
вокруг оси, лежащей в плоскости рамки и перпендикулярной линиям магнитной индукции, на угол   2/3.

Задача 437. Соленоид без сердечника имеет длину l  50 см, его магнитный момент
p_m  0,4 Ам². Определите магнитный поток Ф, пронизывающий соленоид, если его витки плотно прилегают друг к другу.

Задача 438. В однородном магнитном поле с индукцией В  1 Тл находится плоская катушка радиусом r  10 см, обмотка которой содержит число N  100 витков провода.
По обмотке течет ток I  10 А. Плоскость катушки составляет угол   60 с направлением поля. Определите работу А, которую нужно совершить для того, чтобы удалить катушку
за пределы поля.

Задача 439. В однородное магнитное поле напряженностью Н  100 кА/м помещена квадратная рамка со стороной длиной а  10 см. Плоскость рамки составляет с направлением магнитного поля угол   60. Определите магнитный поток Ф, пронизывающий рамку.

Задача 440. Тороид (замкнутый соленоид) квадратного сечения содержит обмотку,
состоящую из числа N  1000 витков. Наружный диаметр тороида D  40 см, его внутренний диаметр d  20 см. Учитывая, что магнитное поле тороида неоднородно, определите магнитный поток Ф через поперечное сечение тороида, если сила тока, протекающего по его обмотке I  10 А.

Задача 441. В однородном магнитном поле с индукцией В  0,35 Тл с частотой
n  480 мин^1 равномерно вращается рамка площадью S  50 см², содержащая число N 
 500 витков. Неподвижная ось вращения лежит в плоскости рамки и перпендикулярна линиям индукции магнитного поля. Определите максимальную ЭДС индукции E_{i max}, возникающую в рамке.

Задача 442. В однородное магнитное поле с индукцией В  0,1 Тл помещена квадратная рамка из медной проволоки со стороной длиной а  5 см. Площадь поперечного сечения проволоки s  1 мм². Нормаль к плоскости рамки параллельна магнитному полю. Какое количество электричества q протечет по контуру рамки при исчезновении магнитного поля?

Задача 443. Проволочный контур площадью S  500 см² и сопротивлением R  0,1 Ом вращается равномерно в однородном магнитном поле с индукцией В  0,5 Тл. Неподвижная ось вращения лежит в плоскости кольца и перпендикулярна линиям магнитной индукции магнитного поля. Определите максимальную мощность P_max, необходимую для вращения контура с угловой скоростью   50 рад/с.

Задача 444. К баллистическому гальванометру с сопротивлением R_Г  31 Ом присоединено кольцо радиусом r  1 м, изготовленное из алюминиевой проволоки с поперечным сечением s  1 мм². Вертикальная составляющая индукции магнитного поля Земли В  50 мкТл. Определите количество электричества q, которое протечет по цепи гальванометра, если кольцо, лежащее на горизонтальной поверхности стола, повернуть с одной стороны на другую.

Задача 445. Короткая катушка площадью S  100 см², содержащая обмотку, состоящую из числа N  1000 витков, вращается равномерно в однородном магнитном поле с индукцией B  0,04 Тл с угловой частотой   5 рад/с относительно оси, совпадающей с диаметром катушки и перпендикулярной линиям индукции поля. Определите мгновенное значение ЭДС индукции E_i для тех моментов времени, когда плоскость катушки составляет угол   60 с линиями магнитной индукции.

Задача 446. В однородное магнитное поле с индукцией В  0,05 Тл помещена катушка, содержащая N  200 витков проволоки. Сопротивление катушки R  40 Ом, ее площадь поперечного сечения S  12 см². Катушка расположена так, что ее ось составляет угол   60 с направлением магнитного поля. Определите количество электричества q, которое протечет по катушке при исчезновении магнитного поля.

Задача 447. В однородном магнитном поле с индукцией В  0,4 Тл в плоскости, перпендикулярной линиям индукции поля, вращается тонкий прямой стержень длиной l  10 см с частотой n  16 c^1. Ось вращения проходит через один из концов стержня. Определите разность потенциалов U на концах стержня.

Задача 448. Тонкий медный провод массой m  1 г согнут в виде квадрата, концы которого замкнуты. Квадрат помещен в однородное магнитное поле с индукцией В  0,1 Тл так, что его плоскость перпендикулярна линиям индукции поля. Определите количество электричества q, которое протечет по проводнику, если квадрат, потянув за противоположные вершины, вытянуть в линию.

Задача 449. Рамка площадью S  200 см², находящаяся однородном магнитном поле
с индукцией В  0,2 Тл, вращается равномерно с частотой n  10 c^1 относительно оси,
лежащей в плоскости рамки и перпендикулярно линиям индукции поля. Определите среднее значение ЭДС индукции E_i за время, в течение которого магнитный поток, пронизывающий рамку, изменится от нуля до максимального значения.

Задача 450. На расстоянии а  1 м от тонкого прямого бесконечно длинного проводника, по которому течет ток I  1000 А, находится кольцо радиусом r  10 см и сопротивлением R  0,1 Ом. Кольцо расположено так, что магнитный поток, пронизывающий его, максимален. Считая магнитное поле в пределах кольца однородным, определите количество электричества q, которое протечет по кольцу, когда ток в проводнике будет выключен.

Задача 451. Длина соленоида l  60 см, его сопротивление R  3 Ом. Обмоткой соленоида является алюминиевая проволока массой m  100 г. Считая, что диаметр соленоида много меньше его длины, определите индуктивность L соленоида.

Задача 452. Две катушки намотаны на один общий тороидальный сердечник. Определите коэффициент М взаимной индукции катушек, если сила тока I  5 А в первой катушке создает во второй катушке магнитный поток сцепления Ф  40 мВб.

Задача 453. Источник тока замкнули на катушку сопротивлением R  20 Ом. Через время t  0,1 с сила тока в катушке достигла величину w  0,95 своего предельного значения. Определите индуктивность L катушки.

Задача 454. Индуктивность катушки L  2 мГн. Переменный ток частотой   50 Гц, протекающий по катушке, изменяется со временем по синусоидальному закону. Амплитудное значение силы тока I_  10 А. Определите среднюю ЭДС самоиндукции E_s, возникающую за интервал времени, в течение которого сила тока в катушке изменяется от минимального до максимального значения.

Задача 455. Картонный цилиндр имеет диаметр D  2 см много меньший его длины. Какое число N витков проволоки диаметром d  0,4 мм с изоляцией ничтожной толщины нужно намотать на этот цилиндр, чтобы получить однослойную катушку с индуктивностью L  1 мГн, если ее витки вплотную прилегают друг к другу?

Задача 456. Два соленоида одинаковой длины и практически равной площади поперечного сечения, имеющие индуктивности соответственно L₁  0,64 Гн и L₂  1 Гн, вставлены один в другой. Определите коэффициент М взаимной индукции соленоидов.

Задача 457. Электрическая цепь состоит из катушки индуктивностью L  1 Гн и сопротивлением R  10 Ом. Источник тока отключили, не разрывая цепи. Определите время t, по истечении которого сила тока уменьшится до величины w  0,001 ее первоначального значения.

Задача 458. Соленоид с сердечником из немагнитного материала площадью поперечного сечения S  10 см² содержит число N  800 витков. По обмотке соленоида течет ток, создающий магнитное поле с индукцией В  8 мТл. Определите среднее значение ЭДС самоиндукции E_s, которая возникает на зажимах соленоида, если сила тока уменьшается до нуля за время t  0,8 мс.

Задача 459. Соленоид без сердечника длиной l  1 м имеет однослойную обмотку
из медного провода массой m  1 кг. Определите время  релаксации этого соленоида,
если диаметр соленоида много меньше его длины.

Задача 460. Две катушки намотаны на один общий тороидальный сердечник. Индуктивность первой катушки L₁  0,12 Гн, индуктивность второй катушки L₂  3 Гн. Сопротивление второй катушки R₂  300 Ом. Определите силу тока I₂ во второй катушке, если силу тока I₁  0,5 А в первой катушке уменьшить до нуля за время t  0,01 с.

Задача 461. Колебательный контур состоит из конденсатора электроемкостью С  8 пФ и катушки индуктивностью L  0,5 мГн. Максимальная сила тока в контуре I_m  40 мА.
Пренебрегая активным сопротивлением контура, определите максимальное напряжение U_m на обкладках конденсатора.

Задача 462. В вакууме вдоль оси x распространяется плоская монохроматическая электромагнитная волна. Определите интенсивность I волны, если амплитуда напряженности электрического поля волны E_  50 мВ/м.

Задача 463. Соленоид имеет длину l  1 м и площадь поперечного сечения S  20 см². Индуктивность соленоида L  0,4 мГн. Определите силу тока I в обмотке соленоида,
при которой объемная плотность энергии однородного магнитного поля внутри соленоида
w  0,1 Дж/м³.

Задача 464. В вакууме вдоль оси x распространяется плоская монохроматическая электромагнитная волна и падает перпендикулярно на поверхность тела, полностью ее поглощающего. Амплитуда напряженности магнитного поля волны H_  0,15 А/м. Определите давление p, оказываемое волной на это тело.

Указание. Воспользоваться результатом выводов теории Максвелла о том, что если тело полностью
поглощает падающую на него энергию, то давление p на это тело, равно среднему значению объемной плотности w энергии в падающей электромагнитной волне.

Задача 465. Соленоид без сердечника с однослойной обмоткой из проволоки диаметром d  0,5 мм имеет длину l  0,4 м и площадь поперечного сечения S  50 см². Какой ток I течет по обмотке соленоида при напряжении U = 10 В, если известно, что за время t  0,5 мс в его обмотке выделяется количество теплоты Q, равное энергии W однородного магнитного поля внутри соленоида?

Задача 466. Максимальный электрический заряд на обкладках конденсатора колебательного контура q_m  50 нКл, а максимальная сила тока в контуре I_m  1,5 А. Пренебрегая активным сопротивлением колебательного контура, определите длину  электромагнитной волны в вакууме, на которую настроен контур.

Задача 467. Обмотка тороида с немагнитным сердечником на единицу длины имеет число n  10 см^1 витков. Определите объемную плотность w энергии магнитного поля в сердечнике, если по обмотке тороида течет ток I  16 А.

Задача 468. В вакууме вдоль оси x распространяется плоская монохроматическая электромагнитная волна. Амплитуда напряженности электрического поля волны E_  5 мВ/м, амплитуда напряженности магнитного поля волны H_  1 мА/м. Определите энергию W, перенесенную волной за время t  10 мин через площадку с площадью S  15 см², расположенную перпендикулярно оси x, считая, что период волны много меньше времени ее распространения.

Задача 469. Соленоид без сердечника имеет число N  500 витков, которые намотаны на картонный каркас радиусом r  2 см и длиной l  0,5 м. Определите энергию W однородного магнитного поля соленоида, если по его обмотке течет ток I  5 А.