Вариант 6. Аккумулятор с ЭДС. В заряжается от сети постоянного тока с напряжением. Определить напряжение на клеммах

  • ID: 39695 
  • 7 страниц

Фрагмент работы:

Контрольная работа 2

Вариант 6

Задача 366

Аккумулятор с ЭДС = 12 В заряжается от сети постоянного тока с напряжением U = 15 В. Определить напряжение на клеммах аккумулятора, если его внутреннее сопротивление Ri= 10 Ом.

Решение:

Для зарядки аккумулятора источник тока подключается противоположно

Ответ:

Задача 376

За время t = 10 с, при равномерно возрастающей силе тока от нуля до некоторого максимума, в проводнике выделилось количество теплоты Q = 40 кДж. Определить среднюю силу тока в проводнике, если его сопротивление R = 25 Ом.

Решение:

Так как начальная сила тока равна нулю, зависимость силы тока от времени имеет вид

Где - сила тока, через время 1с. Выделяющееся в проводнике тепло:

Откуда максимальное значение силы тока

Среднее значение силы тока

Ответ:

Задача 406

По двум бесконечно длинным проводам, скрещенным под прямым углом, текут токи I1 и I2=2I1 (I1 = 100 А). Определить магнитную индукцию В в точке A, равноудаленной от проводов на расстояние d=10см (рис. 54).

Решение:

Магнитная индукция, создаваемая прямым бесконечно длинным проводом с током

Где - магнитная постоянная. Тогда поле от каждого из проводов

Результирующее магнитное поле равно векторной сумме полей от каждого из проводов

Ответ:

Задача 416

Шины генератора длиной l=4м находятся на расстоянии d=10cм друг от друга. Найти силу взаимного отталкивания шин при коротком замыкании, если ток IК3 короткого замыкания равен 5 кА.

Решение:

Так как, будем считать шины бесконечно длинными. Сила взаимодействия двух бесконечных прямым проводников с током на единицу длины

Тогда полная сила отталкивания

Ответ:

Задача 436

Электрон влетел в однородное магнитное поле (В = 200 мТл) перпендикулярно линиям магнитной индукции. Определить силу эквивалентного кругового тока Iэкв создаваемого движением электрона в магнитном поле.

Решение:

При скорости электрона много меньше скорости света, период его обращения не зависит от скорости и равен

Где - масса электрона, - заряд электрона. Эквивалентный круговой ток

Ответ:

Задача 446

Однозарядный ион лития массой m = 7 а.е.м. прошел ускоряющую разность потенциалов U=300 В и влетел в скрещенные под прямым углом однородные магнитное и электрическое поля. Определить магнитную индукцию В поля, если траектория иона в скрещенных полях прямолинейна. Напряженность Е электрического поля равна 2 кВ/м.

Решение:

Из закона сохранения энергии

Где - заряд однозарядного иона.

Со стороны электрического поля на электрон действует электростатическая сила

Со стороны магнитного – сила Лоренца:

Которые, исходя из неизменности скорости, равны

Ответ:

Задача 456

Плоский контур с током I=5 А свободно установился в однородном магнитном поле (B = 0,4Тл). Площадь контура S = 200 см2. Поддерживая ток в контуре неизменным, его повернули относительно оси, лежащей в плоскости контура, на угол α=40°. Определить совершенную при этом работу А.

Решение:

Контур с током обладает магнитным моментом

При этом во внешнем магнитном поле он обладает потенциальной энергией

Где - угол между нормалью к контуру и направлением внешнего магнитного поля. При свободном установлении контура (минимальная энергия). После поворота потенциальная энергия станет равной

Работа по повороту тогда

Здесь мы воспользовались, что

Ответ:

Задача 466

Проволочный виток диаметром D = 5 cм и сопротивлением R = 0,02 Ом находится в однородном магнитном поле (В = 0,З Тл). Плоскость витка составляет угол φ=40° с линиями индукции. Какой заряд Q протечет по витку при выключении магнитного поля?

Решение:

При выключении поля в проводнике возникнет ЭДС индукции (считаем что ослабление поля происходит равномерно)

Где - эффективная площадь контура с током, перпендикулярная линиям магнитного поля, - магнитный поток через контур. Возникновение этой ЭДС приведет к возникновению тока в витке

Заряд по определению тогда

Ответ: