fizika_KR

191.Двигатели электропоезда при движении со скоростью V = 54 км/ч потребляют мощность Р =

900кВт. Коэффициент полезного действия двигателей и передающих механизмов вместе составляет η =0,8. Определить силу F тяги, развиваемую двигателем.

192.Сила тока в проводнике изменяется со временем по закону I = I0sinωt. Найти заряд Q, проходящий через поперечное сечение проводника за время t, равное половине периода Т, если

начальная сила тока I0 = 10А, циклическая частота EMBED Equation.3 = 50π с-1.

193. Сила тока в проводнике изменяется со временем по закону I = I0e EMBED Equation.3 , где I0 = 20А, α = 102 c-1. Определить количество теплоты, выделившееся в проводнике за время t = 102 c. Сопротивление проводника R= 100 Ом.

195.Сила тока в проводнике сопротивлением R = 12 Ом равномерно убывает от I1 = 5А до I2 = 0 в те¬чение t = 10с. Определить теплоту Q, выделившуюся в этом проводнике за указанный про¬межуток времени.

196.За время t = 8с при равномерно возраставшей силе тока в проводнике сопротивлением R = 8 Ом выделилось количество теплоты Q = 500Дж. Определить заряд q, прошедший в проводнике, если сила тока в начальный момент времени равна нулю.

197.Сила тока в проводнике равномерно увеличивается от нуля до некоторого максимального значения в течение времени t = 10с. За это время в проводнике выделилась теплота Q = 1кДж. Определить скорость нарастания тока в проводнике, если сопротивление его R = 3 Ом.

198.Сила тока в проводнике сопротивлением R = 10 Ом за время t =50с равномерно нарастает от I1 =5А до I2 = 10А. Определить количество теплоты Q, выделившееся за это время в провод¬нике.

199.По проводнику сопротивлением R = 3 Ом течет равномерно возрастающий ток. За время t = 8с в проводнике выделилась теплота Q = 200Дж. Определить заряд q, протекающий за это время по проводнику. В момент времени, принятый за начальный, ток в проводнике был равен ну¬лю.

200.Проволочный виток радиусом R=25 см расположен в плоскости магнитного меридиана. В центре расположена небольшая магнитная стрелка, способная вращаться вокруг вертикальной оси. На какой угол α отклонится стрелка, если по витку пустить ток силой I =15 А? Горизонтальную составляющую магнитного поля Земли принять равной В=20•10-3 Тл.

201.Магнитная стрелка помещена в центре кругового витка, плоскость которого расположена

вертикально и составляет угол EMBED Equation.3 с плоскостью магнитного меридиана. Радиус витка R=20см.Определить угол (, на который повернётся магнитная стрелка, если по проводнику пойдёт ток силой (((((. Горизонтальную составляющую индукцию магнитного поля Земли принять равной EMBED Equation.3 .

202. Два бесконечно длинных проводника скрещены под прямым углом. По проводникам текут токи силой EMBED Equation.3 и EMBED Equation.3 . Расстояние между двумя проводниками d = 20 см. Определить индукцию B магнитного поля в точке, лежащей на середине общего перпендикуляра к проводникам.

203. По контуру в виде равностороннего треугольника течёт ток силой Ι = 50 А. Сторона треугольника а = 20 см. Определить напряжённость и магнитную индукцию EMBED Equation.3 в точке пересечения высот.

204. По проводнику, согнутому в виде прямоугольника со сторонами а = 8 см и в = 12 см течёт ток силой I = 50 A. Определить напряжённость H и индукцию магнитного поля в точке пересечения диагоналей.

205. По двум параллельным проводам длиной EMBED Equation.3 текут одинаковые токи силой EMBED Equation.3 . Расстояние между проводами EMBED Equation.3 . Определить силу взаимодействия проводников.

206.По трём длинным параллельным прямым проводам, находящимся на одинаковом расстоянии d = 10 см друг от друга, текут токи одинаковой силы I = 100 А. В двух проводах направления токов совпадают. Вычислить силу F, действующую на единицу длины каждого провода.

207.Плоская круглая рамка диаметром 10 см находится в однородном магнитном поле. По рамке протекает ток 20 А. На сколько изменится вращающий момент, действующий на рамку, при повороте плоскости рамки на угол 60о к направлению поля? (До поворота плоскость рамки совпадала с направлением поля). Напряжённость поля 20 А/м, среда – воздух.

208.Виток радиусом R = 20 см, по которому течёт ток силой I = 50 А, свободно установился в

однородном магнитном поле напряжённостью H = 103 А/м. Виток повернули вокруг диаметра на угол ( = 30(. Определить совершённую работу (.

209.Нормаль к плоскости рамки, по которой течёт ток 1 А, составляет угол 30° с направлением однородного магнитного поля. На какой угол повернулась рамка по отношению к полю, если вращающий момент, действующий на рамку, уменьшился в 10 раз. Сделать пояснительный рисунок

210.В магнитном поле, образованном в вакууме, перпендикулярно линиям индукции влетел

211. Два иона с одинаковыми зарядами, пройдя одну и ту же ускоряющую разность потенциалов, влетели в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции. Один ион, масса которого EMBED Equation.3 , описал дугу окружности радиусом R1 = 2 см. Определить массу m2 другого иона, который описал дугу окружности радиусом R2 = 2,31 см. (1 а.е.м. = 1,66•10-27 кг).

212.Протон и ( – частица, ускоренные одинаковой разностью потенциалов, влетают в однородное поле. Во сколько раз радиус R кривизны траектории протона больше радиуса кривизны траектории ( – частицы?

213.Магнитный поток ( через сечение соленоида равен EMBED Equation.3 .Длина соленоида l =

50см. Найти магнитный момент Pm соленоида, если его витки плотно прилегают друг к другу.

214. Силу тока в катушке равномерно увеличивают при помощи реостата на EMBED Equation.3 в секунду. Найти среднее значение ЭДС самоиндукции, если индуктивность катушки L = 5 мГн.

215. Цепь состоит из катушки индуктивностью L = 0,1 Гн и источника тока. Источник тока отключили, не разрывая цепи. Время, по истечении которого сила тока уменьшится до 0,001 первоначального значения, равно t = 0,07 с. Определить сопротивление катушки.

216.В электрической цепи, содержащей сопротивление r = 20 Ом и индуктивность L = 0,6 Гн, течёт ток силой I = 20 А. Определить силу тока в цепи через (t = 0,2 мс после её размыкания.

217.Источник тока замкнули на катушку сопротивлением r=200Ом. По истечении времени t = 0,1 с сила тока замыкания достигла 0,95 предельного значения. Определить индуктивность катушки

218.Магнитный поток в соленоиде, содержащем ( = 1000 витков, равен 0,2 мкВб. Определить энергию магнитного поля соленоида, если сила тока, протекающего по виткам соленоида ( = 1 А. Сердечник отсутствует. Магнитное поле во всём объёме соленоида считать однородным.

219.Соленоид имеет длину l = 0,6 м и сечение S = 10 см2. При некоторой силе тока, протекающего по обмотке, в соленоиде создаётся магнитный поток ( = 0,1 мВб. Чему равна энергия магнитного поля соленоида? Сердечник выполнен из немагнитного материала, а магнитное поле во всём объёме однородно.

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 3

Механические колебания и волны

• Период колебаний пружинного маятника

где g – ускорение свободного падения, l - длина нити маятника;

• Период колебаний физического маятника

где L – приведённая длина физического маятника, J- момент инерции, l - расстояние от точки подвеса до центра масс маятника;

• Полная энергия гармонических колебаний

E mA2 2 ;

2

• Уравнение плоской волны

где - частота звуковых колебаний, воспринимаемая движущимся приемником, 0 - частота звуковых колебаний, испускаемых источником;

Оптика

• Скорость света в среде

V nc ,

где c 3 108 м / с -скорость света в вакууме, n – абсолютный показатель преломления;

•Закон отражения света – угол падения равен углу отражения

•Закон преломления света

где i - угол падения, - угол преломлен рой среды относительно первой;ия.

n12 n2 - относительный показатель преломления вто

n1

• Условие образования максимума освещенности при интерференции световых волн

m ,

где m =0,1,2,……-номер максимума, -оптическая разность хода, - длина волны.

• Условие образования минимума освещенности при интерференции

световых волн

(2m 1) 2 ,

где - длина волны, (2m 1) =0,1,2,……-номер минимума, -оптическая разность хода;

• Условие образования максимума освещенности при дифракции световых волн

d sin m ,

где d - постоянная решетки, m =0,1,2,……-номер максимума, d sin - оптическая разность хода;

• Условие образования главных минимумов освещенности при дифракции световых волн

a sin m ,

где a - ширина щели решётки, m =0,1,2,……-номер минимума, a sin - оптическая разность хода;

• Условие образования дополнительных минимумов освещенности при дифракции световых волн

d sin (2m 1) / 2,

где d - постоянная решетки, (2m 1) =0,1,2,……-номер минимума, d sin - оптическая разность хода;

• Закон Малюса (интенсивность плоскополяризованного света)

I I0 cos 2 ,

где I - интенсивность света, прошедшего через анализатор, I 0 - интенсивность света, падающего на поляризатор;

• Закон Брюстера

tgiB n2 n12 ; n

1

где iB - угол, при котором отраженный луч полностью поляризован;

Квантовая оптика

• Закон Стефана-Больцмана (закон теплового излучения)

R T 4 .

где R - энергетическая светимость чёрного тела, Т – абсолютная температура, 5,67 10 8 Вт / м2 К 4 - постоянная;

• Закон смещения Вина (закон теплового излучения)

max Tb ,b 2,9 10 3 м К ;

• Закон Вина (закон теплового излучения)

(r ,T )max CT 5 ,

где (r ,T )max - максимальная спектральная плотность энергетической светимости, C 1,30 10 5 Вт / м2 К 5 - постоянная;

• Закон внешнего фотоэффекта (формула Эйнштейна)

• Красная граница фотоэффекта (максимальная длина волны или минимальная частота, при которой ещё возможен фотоэффект)

где ' -длина волны рассеянного фотона, - длина волны падающего фотона, m0e - масса покоя электрона, с – скорость света, C - комптоновская

длина волны;

Молекулярная физика и термодинамика

• Уравнение состояния идеального газа

PV m RT ,

где m, - соответственно, масса газа и молярная масса газа, R 8,31 Дж моль К - универсальная газовая const, Т- абсолютная температура;

• Первое начало термодинамики

Q dU A,Q U A,

где Q-количество теплоты, ∆U – изменение внутренней энергии, A- работа газа (над газом);

• Применение первого начала к изопроцессам:

давлении, i – число степеней свободы молекулы; для одноатомной молекулы i 3 , для двухатомной - i 5 , для трёхатомной и многоатомной - i 6 .

• Цикл Карно – замкнутый цикл, состоящий из двух изотерм и двух адиабат. Коэффициент полезного действия цикла Карно

где Q1 - полученная теплота от нагревателя, Q2 - теплота, переданная холодильнику, T1 - температура нагревателя, T2 - температура холодильника.

Атомное ядро. Ядерные реакции

• Ядро обозначается символом ZA X , где z- зарядовое число (число протонов в ядре), А – массовое число (число нейтронов и протонов в ядре); число нейтронов в ядре N A Z .

• Закон радиоактивно распада

N N0 exp( t) ,

где N – число нераспавшихся ядер за время t , N 0 - начальное число ядер,

• Дефект массы m ядра (разность между суммой масс свободных нейтронов и протонов и массой, образовавшегося из них ядра)

m (ZmP Nmn ) mя ;

• Энергия связи ядра

Eсв mc2 ,

Если энергия выражена в мегаэлектрон-вольтах (МэВ), а масса в атомных единицах (а.е.м.), то c2 931,4 МэВ/а.е.м.

• Энергия ядерной реакции

Q c2 [(m1 m2 ) (m3 m4 )] ,

где m1 , m2 - массы покоя ядра мишени и бомбардирующей частицы; m3 m4 - сумма масс покоя ядер продуктов реакции.