Четыре одинаковых положительных заряда. нКл закреплены в вершинах квадрата со стороной

  • ID: 37510 
  • 12 страниц
x

Часть текста скрыта. После покупки Вы получаете полную версию

Фрагмент работы:

Четыре одинаковых положительных заряда. нКл закреплены в вершинах …

ЗАДАЧА 1

Четыре одинаковых положительных заряда... нКл закреплены в вершинах квадрата со стороной а = 10 см. Найти силу F, действующую на один из зарядов со стороны трех остальных.

РЕШЕНИЕ:

Сила электростатического отталкивания двух точечных зарядов

Где... - константа. Суммарная сила равна геометрической сумме сил от каждого из зарядов. Из рисунка видно, что в силу симметрии сумма сил от 1-го и 3-го зарядов будет направлена вдоль силы от второго заряда, причем

А угол...

Так как расстояние от 2-го до 4-го заряда равна...

ОТВЕТ:...

ЗАДАЧА 2

Электрон, пройдя в плоском конденсаторе путь от одной пластины до другой, приобрел скорость V = 1 Мм/с. Расстояние между пластинами d = 8 мм. Найти: 1) разность потенциалов между пластинами; 2) поверхностную плотность заряда на пластинах.

РЕШЕНИЕ

1) Из закона сохранения энергии

Где... - заряд электрона... - его масса.

Разность потенциалов в конденсаторе

2)

Напряженность электрического поля между двумя заряженными пластинами

Где... - электрическая постоянная. Разность потенциалов связана с напряженностью электрического поля

ОТВЕТ: 1)...; 2)...

ЗАДАЧА 3

Два одинаковых плоских воздушных конденсатора емкостью С=100 пФ каждый соединены в батарею последовательно. Определить на сколько изменилась емкость С батареи, если пространство между пластинами одного из конденсаторов заполнено парафином.

РЕШЕНИЕ:

При последовательном подключении емкость батареи определяется как

Тогда в начале

Так как для плоского конденсатора емкость равна..., то при заполнении одного из них парафином его емкость станет равна.... Емкость батареи тогда

Изменение емкости:

ОТВЕТ:...

ЗАДАЧА 4

Два сопротивления по 100 Ом подключаются к источнику ЭДС сначала последовательно, а затем параллельно. В обоих случаях тепловая мощность, выделяемая на каждом сопротивлении оказалась одинакова. Найти ЭДС источника, если ток протекающий в цепи при последовательном включении сопротивлений, I = 1A.

РЕШЕНИЕ:

выделяемая на одном из сопротивлений мощность при последовательном включении

По закону Ома при параллельном включении сопротивлений ток в каждом из них

Выделяемая на каждом из них мощность

Так как по условию...

ОТВЕТ:...

ЗАДАЧА 5

Сила тока в проводнике изменяется со временем по закону.... Найти заряд Q, проходящий через поперечное сечение проводнике за время t равное половине периода Т, если начальная сила тока..., циклическая частота....

РЕШЕНИЕ:

Из определения силы тока

Период колебаний связан с циклической частотой соотношением....

ОТВЕТ:...

ЗАДАЧА 6

По прямому горизонтально расположенному проводнику течет ток силой 1А. Под этим проводником находится второй параллельный ему алюминиевый провод по которому течет ток силой 2А. Расстояние между проводниками 1см. Определить площадь поперечного сечения второго провода, чтобы он находился в состоянии равновесия незакрепленным (плотность алюминия...кг/м3.

РЕШЕНИЕ:

Сила взаимодействия двух бесконечных параллельных проводников с током

Где... - отрезок проводника... - магнитная постоянная. Эта сила по условия должна уравновесить силу тяготения:

ОТВЕТ:...

ЗАДАЧА 7

Протон влетает в однородное поле под углом 60 градусов к направлению силовых линий поля, и движется по винтовой линии с шагом 6 м. Индукция магнитного поля 0,1 Тл. Найти скорость протона.

РЕШЕНИЕ:

На движущийся заряд в магнитном поле действует сила Лоренца....

Шаг спирали - расстояние, которое проходит электрон вдоль магнитного поля за один период

Где... - масса протона... - заряд протона.

ОТВЕТ:...

ЗАДАЧА 8

Условие задачи задано не полностью !!!

ЗАДАЧА 9

Колебательный контур с индуктивностью L=12,56 мГн и электроемкостью С=0,1 мкФ имеет наибольшее напряжение на конденсаторе Uст=10 В. Записать уравнение гармонических колебаний напряжения на конденсаторе uст и на катушке индуктивности uL. Изобразить векторы uст и uLm на одной векторной диаграмме.

РЕШЕНИЕ:

Собственная частота колебательного контура

Уравнение колебаний напряжения на конденсаторе

На индуктивности

Где амплитуда тока...выражается через амплитуду напряжения на конденсаоре

ОТВЕТ:......или...

ЗАДАЧА 10

Плоская волна распространяется вдоль прямой со скоростью 20 м/с. Две точки, находящиеся на этой прямой на расстоянии 12 и 15 м от источника волн колеблются с разностью фаз 0,75.... Найти длину волны, частоту колебаний источника, написать уравнение колебаний первой и второй точки.

Решении:

В общем виде уравнение колебаний имеет вид

Из условия разности фаз в точках х1 и х2, найдем

Из определения волнового вектора

С другой стороны

Теперь можно записать уравнения колебаний в точках х1 и х2

ОТВЕТ:.........

ЗАДАЧА 11

Кольца Ньютона наблюдаются с помощью двух одинаковых плосковыпуклых линз радиусом кривизны 1 м, сложенных вплотную выпуклыми поверхностями (плоские поверхности линз параллельны). Определить радиус второго окрашенного кольца, наблюдаемого в отраженном свете с длиной 600 нм при нормальном падении световой волны на верхнюю поверхность линзы.

РЕШЕНИЕ:

Интерференция возникает при сложении волн, отразившихся от двух сторон воздушной прослойки. "Лучи" 1 и 2 - направления распространения волн; h - толщина воздушного зазора

Так как две линзы соприкасаются выпуклыми сторонами, воздушный зазор в силу симметрии в два раза больше:

Чтобы наблюдать светлые кольца в отраженном свете, разность хода должна составлять

ОТВЕТ:...

ЗАДАЧА 12

На грань кристалла каменной соли падает параллельно пучок рентгеновского излучения. Расстояние d между атомными плоскостями равно 280 пм. Под углом... к атомной плоскости наблюдается дифракционный максимум первого порядка. Определить длину волны... рентгеновского излучения.

РЕШЕНИЕ:

Кристалл соли в данном случае будет являться пространственной дифракционной решеткой. Условие дифракционных максимумов тогда выражается формулой Вульфа-Бреггов:

Отсюда

ОТВЕТ:...

ЗАДАЧА 13

На расстоянии r=5 м от точечного монохроматического (...=0,5 мкм) изотропного источника расположена площадка (S=8 мм2) перпендикулярно падающим пучкам. Определить число N фотонов, ежесекундно падающих на площадку. Мощность излучения Р=100 Вт.

РЕШЕНИЕ:

Мощность источника

Где N0 - полное число фотонов, испускаемых источником в секунду...- скорость света. Откуда

Доля фотонов, падающих на площадку

- площадь сферы

ОТВЕТ:...

ЗАДАЧА 14

При некотором минимальном значении задерживающей разности потенциалов фототок с поверхности лития, освещаемого светом с частотой ?0, прекращается. Изменив частоту света в 1,5 раза, установили, что для прекращения фототока достаточно увеличить задерживающую разность потенциалов в 2 раза. Определить частоту падающего света.

РЕШЕНИЕ:

При падении фотона на поверхность металла он будет выбивать из него фотоэлектрон, энергия которого :

Где... - постоянная Планка, А - работа выхода фотоэлектрона. Эта энергия и будет компенсироваться задерживающей разностью потенциалов

При увеличении частоты

Из полученной системы уравнений легко найдем

ОТВЕТ:...

ЗАДАЧА 15

Показать, что стационарным орбитам атома Бора соответствует целое число волн де-Бройля. Сколько длин волн укладывается на каждой орбите? Как зависит длина волны от номера орбиты и универсальных постоянных? Получить значения длин волн для первых двух орбит атома водорода.

РЕШЕНИЕ:

1) Длина волны де Бройля

Где... - постоянная Планка... - масса электрона...- скорость электрона по...-ой орбите. В атоме Бора по первому постулату

Где... - радиус...-ой орбиты. Откуда

Подставив в выражение для волны де-Бройля, получим

Видно, что на длине орбиты... укладывается целое число волн де-Бройля.

2)

Из полученного выражения видно, что число волн, укладывающихся на орбите, равно номеру уровня

3)

Где радиус...-ой орбиты...... - первый Боровский радиус.

Расписав выражение для первого Боровского радиуса, получим

- номер орбиты... - постоянная Планка... - электрическая постоянная... - масса электрона... - заряд электрона.

4)

ЗАДАЧА 16

Электрон в электронно-лучевой трубке двигается со скоростью 0,1*106 м/с. Разброс по скоростям составляет 0,1*103 м/с. Квантовая эта частица или классическая?

РЕШЕНИЕ:

Максимальная скорость частиц в пучке

Энергия релятивисткой частицы

Где... - скорость света. Так как отношение скоростей

Следовательно, релятивистский фактор не вносит влияния в энергию частицы, а значит - частица классическая.