задачи физика. задачи физика зима. Решение Напряженность поля, созданная первой нитью (1) где электрическая постоянная

• Название: Решение Напряженность поля, созданная первой нитью (1) где электрическая постоянная
• Анкор: задачи физика
• Дата: 08.04.2022
• Размер: 36.83 Kb.
• Имя файла: задачи физика зима.docx
• Тип: Решение; #453708

Задача 1.13 Две бесконечные прямолинейные параллельные нити находятся на расстоянии d=0,5 м друг от друга. Линейные плотности электрического заряда на них составляют =3 мкл/м и . Найти силу, действующую на единицу длины нити.

Д ано: Задача 1.13

d = 0,5 м Решение

--- ----



--- ----



Напряженность поля, созданная первой нитью:

(1)

где - электрическая постоянная

𝜀 - диэлектрическая проницаемость среды;

d - расстояние между нитями;

- линейная плотность заряда на первой нити.

Заряд, приходящийся на единицу длины второй заряженной нити:

(2)

где - линейная плотность заряда на второй нити.

Сила, с которой электрическое поле первой нити действует на единицу длины второй нити:

(3)

(4)

(5)

Заряд, приходящийся на единицу длины первой заряженной нити:

(6)

где

Сила, с которой электрическое поле второй нити действует на единицу длины первой нити:

(7)

(8)

;

.

Ответ: ,

З адача 1.43. Найти отношение скоростей ионов и , прошедших одинаковую разность потенциалов.

Дано: Решение:

Со стороны электрического поля на заряженную

частицу действует сила

= = F=q∙E

где q- заряд частицы ; E- напряженность

- ? электрического поля. Частицы под действием

поля начинают двигаться. Работа поля

A=q∙ (1)

идет на увеличение их кинетических энергий

= =q∙ (2)

отсюда Ѵ= (3)

Для первой частицы = (4)

Для второй частицы (5)

Из уравнений (4) и (5) определим отношение скоростей ионов

, прошедших одинаковую разность потенциалов.
= =

где







Подставим числовые значения
=
Ответ: = 1,1

Задача 1.73. При внешнем сопротивлении =8 Ом сила тока в цепи =0,8 А, при сопротивлении =15 Ом сила тока = 0,5 А. Определить силу тока короткого замыкания источника ЭДС.
Д ано: Решение

=8 Ом Ток короткого замыкания источника ЭДС определяется

=0,8 А по закону Ома для участка цепи

=15 Ом = (1)

= 0,5 А где 𝜀- ЭДС источника тока

𝛕-внутреннее сопротивление источника тока. Запишем

-? закон Ома для полной цепи при внешних сопротивлениях

и

= (2)

= (3)

Из уравнений (2) и (3)

( = (

Отсюда находим внутреннее сопротивление источника ЭДС

= (4)

Из уравнений (1) и (2)

∙ = ( (5)

Из уравнений (4) и (5) определим ток короткого замыкания источника ЭДС

= ( =

Представим числовые значения:



Ответ: .


Задач 2.13. 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 I= 200 A. Определить силу F, действующую на рамку, если ближайшая к проводу сторона рамки находится от него на расстоянии, равном ее длине.

Д ано: Решение

= =I=200 A Согласно принципу суперпозиции полей

a=b результирующая сила , действующая на рамку

= + +

F-? = -

= +

F= -

I












b

Сила Ампера, действующая на два проводника с токами

=

=

F= ( - )

т.к b=a, то сила F, действующая на рамку с током

F= ( - ) =

где =4 ∙ - магнитная проницаемость

- магнитная проницаемость среды ( =1)

Подставим числовые значения

F=

Ответ: F 0,004 H

Задача 2.43

Альфа-частица влетела в скрещенные под прямым углом магнитное (B=5 мТл) и электрическое (Е=30 кв/м) поля. Определить ускорение а альфа-частицы в начальный момент времени, если ее скорость Ѵ ( ) перпендикулярна векторам В и Е, причем силы, действующие со стороны этих полей, противоположно направлены.

Д ано: Решение

Скорость влетевшей в магнитное

В=5мТл=0,005 тл поле:

Е =30 (1)

Разложим скорость Ѵ на две составляющие -

составляющую скорость, направляющую вдоль

а - ? силовых линий магнитного поля и - составляю-

щую направляющую перпендикулярно к вектору

(индукции магнитного поля). По условии задачи необходимо определить ускорение -частицы, где ее скорость перпендикулярно векторам и . В

этот момент времени -частица будет двигаться по окружности радиуса

R= (2)

где Q= 3,2∙ Кл - заряд -частицы

m= 6,65 ∙ Кл - масса -частицы

Полное ускорение -частицы

a= (3)

=0, т.к скорость движения по окружности постоянна

(4)

По условию задачи силы действующие со стороны полей противонаправлены. Результирующая сила, заставляющая -частицу двигаться по окружности является центростремительной

F= (5)

Сила Лоренца =QVB (6)

Сила, действующая со стороны электрического поля на -частицу

=QE (7)

Из уравнений (5), (6) и (7)

F=QVB-QE (8)

Центробежная сила F= (9)

Из (8) и (9) = QVB - QE

отсюда R= (10)

Из уравнений (3) и (4) с учетом того, что =0 получим

а= (11)

Из уравнений (11) и (10) определим ускорение -частицы в начальной момент времени

= (12)

Подставим численные значения

=

Ответ: =