Решение задач по физике. Онлайн-база готовых решений.
Поиск по задачам:
Вход на сайт
20886. Пластины плоского конденсатора присоединены к батарее, э.д.с. которой равна E. Подсчитать механическую работу, совершаемую электрическим полем при перемещении пластин, если вначале расстояние между -пластинами равно d1, а в конце d2, причем d2 < d1. Выделением тепла в батарее и подводящих проводах пренебречь.
20887. Определить напряжения U1 и U2 на конденсаторах (рис. ), если E1 = 12·103 В, E2 = 13·103 В, d = 3 мкФ, C2 = 7 мкФ. Проводимостью диэлектриков пренебречь.
20888. Одна из пластин конденсатора, присоединенного к батарее с электродвижущей силой E, заземлена (рис. ). Изменятся ли потенциалы пластин конденсатора относительно земли, если заземление убрать?
20889. Через аккумулятор с внутренним сопротивлением r и э.д.с. E течет ток силой I. Чему равна разность потенциалов на клеммах аккумулятора?
20890. Почему гальванический элемент с э.д.с. в несколько вольт может дать значительный ток, а электростатическая машина с э.д.с. в десятки тысяч вольт дает ток ничтожной силы?
20891. В каком случае два последовательно соединенных гальванических элемента, замкнутых на внешнее сопротивление, дадут меньший ток, чем один из этих элементов, включенный на то же сопротивление?
20892. Для определения места повреждения изоляции между проводами двухпроводной телефонной линии длиной L = 5,6 км к одному ее концу присоединили батарею с з. д. с. E = 24 В. При этом оказалось, что если провода у другого конца линии разомкнуты, ток через батарею равен I1 = 1,5 А, а если замкнуты накоротко, то ток через батарею равен I2 = 2 А. Ток короткого замыкания батареи I3 = 96 А. Сопротивление каждого провода линии r = 7 Ом. Найти сопротивление изоляции R в месте повреждения.
20893. Гальванические элементы с э.д.с. E1 = 2В и E2 = 1,5 В соединены по схеме, указанной на рис. , а. Вольтметр, нуль которого находится посередине шкалы, показывает напряжение U1 = 1 В, причем его стрелка отклоняется в ту же сторону, что и при разомкнутом ключе К. Что будет показывать вольтметр, если соединить приборы по схеме рис. , б? Током, ответвляющимся в вольтметр, можно пренебречь.
20894. Гальванические элементы с э.д.с. E1 = 2В и E 2 = 1,5 В соединены по схеме, указанной на рис. , а. Вольтметр, нуль которого находится посередине шкалы, показывает напряжение U1 = 1 В, причем его стрелка отклоняется в сторону, противоположную той, что при разомкнутом ключе K. Что будет показывать вольтметр, если соединить приборы по схеме рис. , б? Током, ответвляющимся в вольтметр, можно пренебречь.
20895. Два элемента с э.д.с.E1 = 2 В E2 = 1 В соединены по схеме, указанной на рис. . Сопротивление R = 0,5 Ом. Внутренние сопротивления элементов одинаковы и равны 1 Ом каждое. Определить силы токов, протекающих через элементы и сопротивление R. Сопротивление подводящих проводов не учитывать.
20896. Два элемента с э.д.с. E1 = 2 В E 2 = 1 В соединены по схеме, указанной на рис. . Сопротивление R = 0,5 Ом. Внутренние сопротивления элементов одинаковы и равны 1 Ом каждое. При каком значении сопротивления R ток через гальванический элемент с э.д.с. E 2 не пойдет? При каких R ток через этот элемент будет направлен против э.д.с. элемента? Сопротивление подводящих проводов не учитывать.
20897. Можно ли с помощью 24 аккумуляторов, каждый из которых имеет э.д.с. E0 = 2 В и внутреннее сопротивление r = 0,3 Ом, соединяя их в отдельные одинаковые группы, получить во внешней цепи сопротивлением R = 0,2 Ом ток I = 21 А?
20898. Электрическую плитку, рассчитанную на напряжение 220 В, требуется переделать, не меняя и не укорачивая спирали, на 110 В так, чтобы ее мощность осталась прежней. Что нужно для этого сделать?
20899. Почему при включении в сеть нагревательного прибора большой мощности (например, электроутюга) накал лампочек в квартире сразу же заметно падает, а через небольшой промежуток времени возрастает, достигая примерно прежней величины?
20900. Электрический чайник имеет две обмотки. При включении одной из них ой закипает через время t1, при включении другой — через время t2. Через сколько времени закипит чайник, если обе обмотки одновременно включить последовательно, параллельно?
20901. Электрический кипятильник имеет три обмотки. Если соединить две обмотки параллельно, подключив к ним третью последовательно, то при различных комбинациях обмоток вода в баке закипает соответственно за 20, 40, 16 минут. За сколько времени закипит вода, если все обмотки соединить 1) последовательно? 2) параллельно?
20902. При передаче электроэнергии на большие расстояния е помощью трансформатора повышают напряжение так, чтобы при той же мощности сила тока стала меньше. По закону Джоуля — Ленца количество выделенного в проводах тепла Q = I2Rt, и, следовательно, потери на выделение тепла будут малы при малых токах. Но ведь, с другой стороны, Q = U2/R t, т. е. количество выделенного тепла растет с ростом напряжения. Разъяснить, почему же увеличение напряжения ведет к экономии электроэнергии при передаче ее на большие расстояния.
20903. Аккумулятор с э.д.с. E = 10 В и внутренним сопротивлением r = 1 Ом замкнут на внешнее сопротивление R и выделяет на нем мощность W = 9 Вт. Определить разность потенциалов U на клеммах аккумулятора. В чем причина неоднозначности результата?
20904. Две плитки, включенные параллельно в городскую сеть, потребляют общую мощность N. Если включить их последовательно, их мощность будет больше мощности любой другой пары последовательно соединенных плиток, потребляющих при параллельном включении мощность N, Какие мощности потребляют эти плитки при включении в ту же сеть по отдельности?
20905. Какую максимальную полезную мощность (мощность, выделяемую на внешнем сопротивлении) может выделить аккумулятор с э.д.с. E = 10 В и внутренним сопротивлением r = 1 Ом? Каково при этом сопротивление внешней цепи?
20906. Аккумулятор с э.д.с. E = 10 В и внутренним сопротивлением r = 1 Ом замкнут на внешнее сопротивление R. Определить коэффициент полезного действия h аккумулятора. Как зависит коэффициент полезного действия от внешнего сопротивления при неизменном внутреннем сопротивлении? Как при этом меняется полезная мощность? Может ли h равняться единице?
20907. Зарядка аккумулятора с начальной электродвижущей силой E осуществляется зарядной станцией, напряжение в сети которой равно U. Внутреннее сопротивление аккумулятора r. Определить полезную мощность, расходуемую на зарядку аккумулятора, и мощность, расходуемую на выделение тепла в аккумуляторе.
20908. Превышает ли полезная мощность, расходуемая при зарядке аккумулятора, выделяемое в нем тепло?
20909. По проводнику течет ток I = 10 А. Площадь поперечного сечения проводника S = 5 см2, а число свободных электронов в 1 см3 проводника n = 1023. Определить направленную скорость электронов v, считая ее одинаковой для всех электронов.
20910. Металлический прямоугольный параллелепипед с размерами сторон d, b, с (d>>c; b>>с) движется с ускорением а в направлении меньшей стороны (рис. ). Найти напряженность электрического поля, возникающего вследствие ускоренного движения металлического бруска, а также плотность электрических зарядов на боковых поверхностях бруска, перпендикулярных направлению ускорения.
20911. Сплошной металлический цилиндр радиуса R вращается с постоянной угловой скоростью со. Найти зависимость напряженности поля от расстояния до оси цилиндра и разность потенциалов между поверхностью цилиндра и осью.
20912. Имеется металлический диск радиусом R (рис. ), вращающийся с угловой скоростью со. Диск включен в электрическую цепь при помощи скользящих контактов, касающихся оси диска и его окружности. Сопротивление диска ничтожно мало по сравнению с сопротивлением нагрузки R0. Определить количество тепла, выделяющееся за единицу времени. Объяснить с точки зрения электронной теории металлов, что тормозит диск.
20913. Две частицы с массами m1 и m2 испытывают центральное неупругое соударение. Энергия, необходимая для ионизации второй частицы, равна E0. Какой минимальной энергией E1 min должна обладать первая частица до соударения, чтобы эта ионизация произошла? Вторая частица до соударения покоилась.
20914. На рис. изображен счетчик Гейгера—Мюллера элементарных частиц. Между корпусом трубки А и тонкой проволочкой создается высокое напряжение, лишь немного меньшее «критического», необходимого для зажигания разряда. При попадании в счетчик быстро» заряженной частицы происходит ионизация молекул газа и начинается разряд, Прохождение по цепи тока сопровождается падением напряжения на большом сопротивлении R. Это падение напряжения регистрируется после усиления соответствующими устройствами. Для того чтобы счетчик отвечал своему назначению, необходимо быстрое гашение вызванного частицей разряда. Вследствие какой причины происходит гашение разряда в схеме рис. ?
20915. К источнику высокого напряжения через сопротивление R = 103 Ом подключен конденсатор С = 10-11 Ф с расстоянием между пластинами d = 3 мм (рис. ). Воздух в пространстве между пластинами конденсатора ионизуется рентгеновскими лучами так, что в 1 см3 образуется n = 104 пар ионов в секунду. Заряд каждого иона равен заряду электрона. Найти падение напряжения на сопротивлении R, считая, что все ионы достигают пластин конденсатора, не успевая рекомбинировать.
20916. Ионизатор создает в единицу времени в единице объема газа dn0 ионов каждого знака. В данный момент времени в единице объема газа имеется n0 положительных и столько же отрицательных ионов. Газ находится между двумя плоскими параллельными электродами, площадь которых равна S и расстояние между которыми равно l. Сила тока между электродами I. Считая, что число рекомбинировавших в единице объема в единицу времени ионов равно dn,0 = yn20, где y — постоянный коэффициент рекомбинации, определить, при каком условии концентрация ионов между электродами не будет изменяться со временем. Заряд одного иона равен q.
20917. Ионизатор создает в единицу времени в единице объема газа dn0 ионов каждого знака. В данный момент времени в единице объема газа имеется n0 положительных и столько же отрицательных ионов. Газ находится между двумя плоскими параллельными электродами в электрическом поле, напряженность которого равна E, площадь электродов равна S и расстояние между которыми равно l. Что число рекомбинировавших в единице объема в единицу времени ионов равно dn0'=yn02, где y — постоянный коэффициент рекомбинации. Заряд одного иона равен q. Показать, что при условии I/qSl << yn2 для несамостоятельной проводимости справедлив закон Ома. При этом считать, что скорости направленного движения положительных и отрицательных ионов равны u+ = b+E и u- = b-E соответственно, где b+ и b- — постоянные коэффициенты (называемые подвижностью газовых ионов).
20918. Ионизатор создает в единицу времени в единице объема газа dn0 ионов каждого знака. В данный момент времени в единице объема газа имеется n0 положительных и столько же отрицательных ионов. Газ находится между двумя плоскими параллельными электродами, площадь которых равна S и расстояние между которыми равно l. Сила тока между электродами I. Число рекомбинировавших в единице объема в единицу времени ионов равно , где y — постоянный коэффициент рекомбинации. Заряд одного иона равен q. Показать, что плотность тока ионов при условии не зависит от разности потенциалов между электродами. Объяснить, почему плотность тока тем больше, чем больше расстояние между электродами.
20919. Начертить график распределения напряжения в тлеющем разряде.
20920. Описать поведение различных частей тлеющего разряда: 1) при передвижении анода в направлении катода; 2) при передвижении катода в направлении анода.
20921. Что произойдет с горящей электрической дугой, если сильно охладить отрицательный уголь? Что будет при охлаждении положительного угля?
20922. К электростатической машине подключены соединенные параллельно лейденская банка и разрядник. Ток электростатической машины I = 10~5А. Емкость лейденской банки C = 10-8 Ф. Чтобы произошел искровой разряд, машина должна работать время t = 30 с. Длительность разряда т = 10-6 с. Определить величину тока в разряде Ip и напряжение зажигания искрового разряда U3. Емкостью разрядника пренебречь.
20923. Разрядник электростатической машины, диски которой вращаются с постоянной скоростью, присоединен к обкладкам лейденской банки. Между шариками разрядника через равные промежутки времени т0 проскакивают искры. Через какие промежутки временит будут проскакивать искры, если к разряднику присоединить две лейденские банки, соединенные между собой один раз параллельно, а другой — последовательно? Емкость каждой банки такая же, как в первом случае.
20924. Какую энергию в эргах приобретает электрон, пройдя в вакууме разность потенциалов 1 В?(В атомной физике эта энергия принимается за единицу «электрон-вольт».)
20925. Совпадает ли траектория движения заряженной частицы в электростатическом поле с силовой линией?
20926. Между нитью накала, испускающей электроны, и проводящим кольцом создана разность потенциалов U (рис. ). Электроны движутся ускоренно вдоль оси кольца. При этом их кинетическая энергия увеличивается, в то время как батарея, создающая разность потенциалов U, не совершает работы, так как ток в цепи не идет. (Предполагается; что электроны не попадают на кольцо.) Как это согласовать с законом сохранения энергии?
20927. Триод прямого накала включен в цепь, изображенную на рис. . Э.д.с. анодной батареи E1 = 80 В, батареи накала E2 = 6 В и сеточной батареи E3 = 2 В. С какими энергиями будут электроны достигать анода лампы? Как изменится энергия электронов, достигающих анода, если E3 будет изменяться по величине или даже переменит знак? Анодный ток считать малым по сравнению с током накала.
20928. Анодный ток некоторой двухэлектродной лампы в определенном интервале напряжений может быть связан с разностью потенциалов Ua между электродами уравнением Ia = AUa+BUa2. Найти анодный ток, если такая лампа включена последовательное сопротивлением Rа = 2·104 Ом в цепь батареи с э.д.с. E = 120 В. Для данной лампы A = 0,15 мА/В, B = 0,005 мА/B2. Внутренним сопротивлением батареи пренебречь.
20929. Две электронные лампы соединены параллельно и включены в цепь батареи с э.д.с. E = 300 В последовательно с сопротивлением R = 4·103 Ом (рис. ). Зависимость анодного тока i от анодного напряжения Ua для каждой из ламп может быть приближенно представлена в виде i = AUa+BUa2, где для одной лампы A1 = 0,07 мА/В, B1 = 0,005 мА/Ва, а для другой лампы A2 = 0,03 мА/В, B2 = 0,01 мА/Ва. Определить анодные токи ламп. Внутренним сопротивлением батареи можно пренебречь.
20930. Электронная лампа включена в цепь батареи с э.д.с. E = 250 В последовательно с сопротивлением R = 104 Ом (рис. ). Сетка лампы соединена с отрицательным полюсом батареи (E1 = 3 В), а катод — с положительным ее полюсом. Падение напряжения на сопротивлении R при этом достигает U1 = 95 В. Если же в цепи сетки стоит батарея с E2 = 6 В, то разность потенциалов на сопротивлении R будет U2 = 60 В. Какова будет разность потенциалов между анодом и катодом лампы, если замкнуть накоротко сетку и катод? (В рассматриваемой области изменений потенциала сетки считать сеточную характеристику лампы прямой линией.)
20931. Три одинаковых диода, анодные характеристики которых могут быть приближенно представлены отрезками прямых: Iа = 0 при Uа<0, Iа = kUа при Uа > О, где k = 0,12 мА/В, включены в цепь, как показано на рис. . Начертить график зависимости тока I в цепи от напряжения V, если E1 = 2 В, E2 = 5 В, E3 = 7 В, а V может меняться от —10 В до +10 В.
20932. Вычислить чувствительность электронно-лучевой трубки к напряжению, т. е. величину отклонения пятна на экране, вызванного разностью потенциалов в 1 В на управляющих пластинах. Длина управляющих пластин l, расстояние между ними d, расстояние от конца пластин до экрана L, и ускоряющая разность потенциалов U0.
20933. Исходя из соображений размерности, определить напряженность магнитного поля на расстоянии r от 1) бесконечно длинной прямой нити, по которой течет ток I; 2) бесконечной плоскости, по которой течет поверхностный ток плотности j.
20934. По бесконечной прямолинейной тенкостенной трубе течет ток I. Определить индукцию магнитного поля в произвольной точке внутри трубы.
20935. Учитывая, что индукция магнитного поля внутри длинного цилиндрического проводника равна B = k·2пjr, где j — плотность тока, r — расстояние от оси проводника, k — коэффициент, зависящий от выбора системы единиц, определить индукцию магнитного поля в произвольной точке внутри длинной цилиндрической полости, вырезанной параллельно оси проводника. По проводнику течет ток плотности j. Расстояние между осями проводника и полости равно d.
20936. Индукция магнитного поля внутри длинного цилиндрического проводника равна B = k·2пjr, где j — плотность тока, r — расстояние от оси проводника, k — коэффициент, зависящий от выбора системы единиц. В проводнике вырезана цилиндрическая полость параллельно оси проводника. По проводнику течет ток плотности j. Расстояние между осями проводника и полости равно d. Начертить распределение линий индукции магнитного поля в полости проводника.
20937. По контуру в виде круга радиуса R течет ток. Определить индукцию магнитного поля в центре круга, если сила тока равна I. Примечание. При определении индукции магнитного поля можно воспользоваться законом Био—Савара—Лапласа. Этот закон утверждает, что элемент контура dl, по которому течет ток I, создает в произвольной точке А пространства магнитное поле, индукция которого равна dB = kI dl sin a / r2 где r — расстояние от элемента dl до точки A, a — угол, который составляет радиус-вектор r с элементом dl, k — коэффициент, зависящий от выбора системы единиц. Направление dB определяется правилом буравчика: направление вращения головки буравчика соответствует направлению тока I в элементе контура dl. Вектор dB перпендикулярен к плоскости, содержащей элемент dl и радиус-вектор r.
20938. По контуру в виде кольца радиуса R течет ток I. Определить индукцию магнитного поля в произвольной точке, лежащей на перпендикуляре, восставленном к плоскости кольца из его центра.
20939. По бесконечно длинному проводнику ABC, изогнутому под прямым углом, течет ток I (рис, ). Во сколько раз изменится напряженность магнитного поля в точке M, если к точке В присоединить бесконечно длинный прямой провод BD так, чтобы ток I разветвлялся в точке В на две равные части, а ток в проводнике AB оставался бы прежним?
20940. По проводнику, расположенному в одной плоскости, как изображено на рис. , течет ток. Найти индукцию магнитного поля в произвольной точке линии AB, являющейся осью симметрии проводника.
20941. Под длинной горизонтальной шиной на двух одинаковых пружинах (коэффициент упругости каждой равен k) подвешен провод длиной l. Когда по шине и проводу токи не текут, расстояние между ними h. Найти расстояние между шиной и проводом, если по Шине течет ток I, а по проводу L Провод не может выйти из вертикальной плоскости.
20942. Определить силу, с которой действует бесконечно длинный прямой провод на прямоугольный контур, расположенный в плоскости провода. Известно, что по проводу течет ток I, а по контуру — I1. Стороны контура AD и ВС имеют длину а и расположены параллельно проводу. Расстояние от AD до провода x. Длина сторон AB = DC = h. Направления токов указаны на рис. стрелками.
20943. Медный провод сечением S, согнутый в виде трех сторон квадрата, может вращаться вокруг горизонтальной оси (рис. ). Провод находится в однородном магнитном поле, направленном вертикально. Когда по проводу течет ток I, провод отклоняется на угол a от вертикали. Определить индукцию поля. Плотность меди равна p.
20944. В центре длинного соленоида, на каждый сантиметр длины которого приходится n витков, находится короткая катушка, состоящая из N витков и имеющая сечение S. Ось этой катушки перпендикулярна оси длинного соленоида и направлена вертикально. Внутренняя катушка укреплена на одном конце коромысла весов, которые в отсутствие тока находятся в равновесии. Когда через обе катушки пропускают один и тот же ток I, для уравновешивания весов на правое плечо коромысла (рис. ) приходится добавить груз Р. Длина правого плеча коромысла равна L. Определить силу тока I. Примечание. Индукция магнитного поля вблизи центра длинного соленоида равна S = ц0nI, где n — число витков на единицу длины соленоида, а I —сила тока, текущего по соленоиду.
20945. По проволочному кольцу радиуса R, подвешенному на двух гибких проводниках, течет ток I. Кольцо помещено в однородное магнитное поле с индукцией B. Линии индукции горизонтальны. С какой силой растянуто кольцо?
20946. Проволочное кольцо радиуса R находится в неоднородном магнитном поле, линии индукции которого составляют в точках пересечения с кольцом угол а относительно нормали к плоскости кольца (рис. ). Индукция магнитного поля, действующего на кольцо, равна Б. По кольцу течет ток I. С какой силой магнитное поле действует на кольцо?
20947. Прямоугольный контур ABCD, стороны которого имеют длину a и b, находится в однородном магнитном поле индукции B и может вращаться вокруг оси OO, (рис. ). По контуру течет постоянный ток I. Определить работу, совершенную магнитным полем при повороте контура на 180°, если вначале плоскость контура была перпендикулярна магнитному полю и расположена так, как показано на рис. .
20948. Как будет двигаться в однородном магнитном поле электрон, если в начальный момент его скорость составляет угол a с линиями индукции поля?
20949. По металлической ленте ширины AB = a течет ток I, Лента помещена в магнитное поле, индукция которого перпендикулярна ленте (рис. ). Определить разность потенциалов между точками A и B ленты.
20950. Незаряженный металлический брусок представляет собой прямоугольный параллелепипед со сторонами a, b, c (a>>c, b>>c). Брусок движется в магнитном поле в направлении стороны а со скоростью v. Индукция магнитного поля В перпендикулярна основанию бруска со сторонами a, c (рис. ). Определить напряженность электрического поля в бруске и плотность электрических зарядов на боковых поверхностях параллелепипеда, образованных сторонами a, b.
20951. Незаряженный металлический цилиндр радиуса r вращается в магнитном поле с угловой скоростью w вокруг своей оси. Индукция магнитного поля направлена вдоль оси цилиндра. Каково должно быть значение индукции магнитного поля, чтобы в цилиндре не возникло электростатическое поле?
20952. Незаряженный металлический цилиндр радиуса r вращается в магнитном поле с угловой скоростью w вокруг своей оси. Индукция магнитного поля направлена вдоль оси цилиндра. Найти напряженность электростатического поля в цилиндре, если индукция магнитного поля равна B.
20953. Пучок однозарядных ионов попадает в область пространства, где имеется однородное электрическое поле с напряженностью E = 100 Н/Кл и однородное магнитное поле с индукцией B = 0,02 Н/(А-м). Электрическое и магнитное поля направлены под прямым углом друг к другу и оба перпендикулярны к пучку. Ионы проходят эти скрещенные электрическое и магнитное поля без отклонения и проникают через щель в область однородного магнитного поля с индукцией B, = 0,09 Н/(А·м), направленной перпендикулярно движению ионов. Если ионы представляют собой смесь с массами, равными 20 и 22 атомным единицам массы, то на каком расстоянии друг от друга эти ионы окажутся, пройдя половину окружности?
20954. Реактивный самолет с размахом крыльев 20 м летит прямо на север со скоростью 960 км/ч и на такой высоте, где вертикальная составляющая индукции магнитного поля Земли равна 6·10-5 Т. Чему равна разность потенциалов между концами крыльев? На каком крыле более высокий потенциал?
20955. По двум направляющим металлическим рейкам движется без трения с постоянной скоростью проводник длины l, электрическое сопротивление которого равно r. Рейки соединены неподвижным проводником, сопротивление которого равно R. Все проводники расположены в одной плоскости и находятся в постоянном магнитном поле, индукция которого равна В и направлена перпендикулярно плоскости проводников (рис. ). Электрическое сопротивление реек мало по сравнению с r и R. Определить разность потенциалов электрического поля между точками A и B. Объяснить причину возникновения электрического тока.
20956. По двум вертикальным рейкам АВ и CD, соединенным сопротивлением R, может без трения скользить проводник, длина которого l и масса m. Система находится в однородном магнитном поле, индукция которого В перпендикулярна плоскости рисунка . Как будет двигаться подвижный проводник в поле силы тяжести, если пренебречь сопротивлением самого проводника и реек?
20957. По двум металлическим параллельным рейкам, расположенным в горизонтальной плоскости и замкнутым на конденсатор емкости С, может без трения двигаться проводник массой m и длины l. Вся система находится в однородном магнитном поле, индукция которого В направлена вверх. К середине проводника перпендикулярно к нему и параллельно рейкам приложена сила F (рис. ). Определить ускорение подвижного проводника, если сопротивление реек, подводящих проводов и подвижного проводника равно нулю. В какие виды энергии превращается работа силы F? Считать, что в начальный момент скорость проводника равна нулю.
20958. Прямоугольная рамка расположена в плоскости бесконечного прямолинейного проводника с током, причем стороны AD и ВС параллельны проводнику (рис. ). В середине стороны DC включен прибор, измеряющий заряд, протекающий по контуру (на рисунке не показан). Рамку можно перевести в новое положение, изображенное на рис. пунктиром, двумя способами: 1) перемещая ее параллельно самой себе; 2) вращая на 180° вокруг стороны ВС. В каком случае заряд, протекший через прибор, будет больше?
20959. Катушка из n витков, площадь каждого из которых S, присоединена к баллистическому гальванометру. (Баллистический гальванометр измеряет количество прошедшего через него электричества.) Сопротивление всей цепи R. Вначале катушка находится между полюсами магнита в области, где магнитное поле однородно и индукция его В перпендикулярна площади витков. Затем катушку переместили в пространство, где магнитное поле отсутствует. Чему равно количество электричества, прошедшего через гальванометр?
20960. Прямоугольный контур ABCD перемещается поступательно в магнитном поле тока I, текущего по длинному прямому проводу OO,. Стороны AD и ВС параллельны проводу. Определить величину и направление тока, индуцированного в контуре, если контур перемещается с постоянной скоростью v. AD = BC = a, AB = DC = b. Сопротивление контура R. (рис. .)
20961. Проволочное кольцо радиуса r находится в однородном магнитном поле, индукция которого перпендикулярна плоскости кольца и меняется с течением времени по закону B = kt. Определить напряженность электрического поля в витке.
20962. Кольцо прямоугольного сечения (рис. ) сделано из материала с удельным сопротивлением p. Кольцо находится в однородном магнитном поле. Индукция магнитного поля направлена по оси кольца и увеличивается прямо пропорционально времени: B = kt. Найти силу тока, индуцируемого в кольце.
20963. Одна половина проволочного кольца радиуса r имеет сопротивление R1, а другая R2. Кольцо находится в однородном магнитном поле, индукция которого перпендикулярна плоскости кольца и меняется с течением времени по закону B = B0+kt (B0 - постоянная величина). Определить напряженность электростатического поля в кольце.
20964. Определить силу тока в проводниках цепи, изображенной на рис. , если индукция однородного магнитного поля перпендикулярна плоскости чертежа и изменяется во времени по закону B = kt. Сопротивление единицы длины проводников равно r.
20965. В однородном круглом проволочном кольце создан постоянный индукционный ток I. Переменное магнитное поле, создающее этот ток, перпендикулярно плоскости кольца, сосредоточено вблизи его оси симметрии и имеет ось симметрии, проходящую через центр кольца (рис. ). Чему равна разность потенциалов между точками А и В? Что будет показывать электрометр, присоединенный к этим точкам?
20966. Переменное магнитное поле создает в кольцевом проводнике ADBKA постоянную электродвижущую силу E. Сопротивления проводников ADB, АКВ и АСВ (рис. ) равны соответственно R1,R2 и R3. Какую силу тока будет показывать амперметр С? Магнитное поле сосредоточено у оси кольцевого проводника.
20967. Переменное магнитное поле создает в кольцевом проводнике ADBKA постоянную электродвижущую силу g . Сопротивления проводников ADB и АКВ (рис. ) равны соответственно R1 и R2. Сопротивление проводника АСВ R3 = 0. Магнитное поле сосредоточено у оси кольцевого проводника. Найти силы токов I1, I2, I3 и разность потенциалов UA-UB.
20968. По двум металлическим параллельным рейкам, замкнутым на сопротивление R, перемещается проводник длины l. Скорость перемещения проводника равна v. Вся система находится в однородном магнитном поле, индукция которого направлена перпендикулярно плоскости, в которой лежат рейки, и изменяется со временем по закону B = Bo+kt. В начальный момент площадь abcd равна S0. Определить силу тока в цепи. (Рис. )
20969. В однородном магнитном поле находится проволочное кольцо, способное вращаться вокруг диаметра, перпендикулярного линиям магнитной индукции. Индукция поля начинает возрастать. Найти возможные положения равновесия кольца и указать положение устойчивого равновесия. Что изменится, если индукция будет убывать?
20970. На цилиндр из немагнитного материала намотано N витков проволоки (соленоид). Радиус цилиндра r, его длина l (r << l). Сопротивление проволоки R. Каково должно быть напряжение на концах проволоки, чтобы ток возрастал прямо пропорционально времени, т.е. чтобы выполнялось равенство I = kt?
20971. На цилиндр из немагнитного материала намотано N витков проволоки (соленоид). Радиус цилиндра r, его длина l (r << l). Соленоид присоединен к батарее, э.д.с. которой равна E. В момент времени t = 0 замыкают ключ. Чему будет равна сила тока в цепи соленоида, если пренебречь сопротивлением R соленоида, батареи и подводящих проводов?
20972. На цилиндр из немагнитного материала намотано N витков проволоки (соленоид). Радиус цилиндра r, его длина l (r << l). Соленоид присоединен к батарее, э.д.с. которой равна E. В момент времени t = 0 замыкают ключ. Подсчитать работу батареи за время t. В какой вид энергии превращается эта работа? Сопротивлением R соленоида, батареи и подводящих проводов пренебречь.
20973. Кольцо из сверхпроводника помещено в однородное магнитное поле, индукция которого нарастает от нуля до B0. Плоскость кольца перпендикулярна линиям индукции магнитного поля. Определить силу индукционного тока, возникающего в кольце. Радиус кольца r, индуктивность L.
20974. В однородном магнитном поле с индукцией B находится сверхпроводящее кольцо радиуса r. Линии магнитной индукции перпендикулярны плоскости кольца. Тока в кольце нет. Найти магнитный поток, пронизывающий кольцо, после того, как магнитное поле будет выключено.
20975. Перед полюсом электромагнита на длинной нити подвешено кольцо из сверхпроводника (рис. ). Что произойдет с кольцом, если по обмотке электромагнита пропустить переменный ток?
20976. Из провода длины l изготовили соленоид длины l0. Диаметр соленоида d << l0. Определить индуктивность соленоида.
20977. Через соленоид длиной 1 м, имеющий 2000 витков диаметром 10 см, течет ток 1 А. Соленоид равномерно растягивается со скоростью 40 см/с, причем приложенная к соленоиду разность потенциалов непрерывно меняется так, что ток остается постоянным. Каково будет изменение разности потенциалов к тому моменту, когда соленоид растянется вдвое? Изменением диаметра соленоида при растяжении пренебречь.
20978. Магнитное поле внутри разомкнутого соленоида однородно, и его индукция меняется с течением времени по закону B = B0 cos wt. Определить напряжение U на концах соленоида, возникающее при этом. Соленоид имеет N витков, и его радиус равен r.
20979. Последовательно с соленоидом, имеющим N витков радиуса r, соединено омическое сопротивление R, Магнитное поле внутри соленоида однородно, и его индукция меняется со временем по закону B = B0 cos wt. Определить напряжение UAB между точками A и B и ток I в цепи. (рис. .)
20980. Последовательно с соленоидом включены конденсатор емкости С и омическое сопротивление R. Соленоид имеет N витков радиуса r. Магнитное поле внутри соленоида однородно, и его индукция изменяется со временем по закону B = B0 cos wt. Определить напряжение UAB между точками A и В и напряжение UBC между В и С, а также ток I в цепи. (рис. .)
20981. 1) От середины катушки с железным сердечником (обмотка — толстый медный провод с большим числом витков) сделан отвод С (рис. ). Между точками В и С создается постоянное напряжение U1. Найти напряжение U2 между точками А и В. 2) Между точками В и С приложено переменное напряжение (например, от городской сети) с амплитудой U1. Найти амплитуду U2 переменного напряжения между точками А и В.
20982. Обмотка лабораторного регулировочного автотрансформатора (ЛАТР) намотана на железном сердечнике, имеющем форму прямоугольного тороида (рис. ), Для защиты от вихревых токов (токов Фуко) сердечник набирают из тонких железных пластин, изолированных друг от друга слоем лака. Это можно сделать различными способами: 1) набирая сердечник из тонких колец, положенных стопкой одно на другое; 2) свертывая в рулон длинную ленту, имеющую ширину h; 3) собирая сердечник из прямоугольных пластин размером lxh, расположив их вдоль радиусов цилиндров. Какой способ лучше?
20983. По катушке, не имеющей омического сопротивления, протекает переменный синусоидальный ток. Индуктивность катушки L. Начертить график изменения со временем произведения тока на напряжение (мгновенной мощности). Объяснить характер кривой. Чему равна средняя за период мощность, потребляемая катушкой?
20984. Найти эффективную величину переменного тока, изменяющегося по закону рис. .
20985. Почему наличие очень высокого напряжения во вторичной обмотке повышающего трансформатора не приводит к большим потерям энергии на выделение тепла в самой обмотке?