Контрольная работа 3: задачи 264, 271, 282, 296, 307, 312, 326, 349. Контрольная работа 4: задачи 432, 438, 440, 445, 457, 460, 467, 482

  • ID: 40768 
  • 7 страниц
x

Часть текста скрыта! После покупки Вы получаете полную версию

Фрагмент работы:

Контрольная работа 3: задачи 264, 271, 282, 296, 307, 312, 326, 34…

ЗАДАЧА 264

Магнитная стрелка помещена в центре кругового витка, плоскость которого расположена вертикально и составляет угол... с плоскостью магнитного меридиана. Радиус витка...см. Определить угол..., на который повернется магнитная стрелка, если по проводнику пойдет ток силой I = 25 А (дать два ответа). Горизонтальную составляющую индукции земного поля принять равно В = 20 мкТл.

РЕШЕНИЕ:

Пусть магнитная стрелка расположена вдоль оси витка, перпендикулярно его плоскости. Пусть в первом варианте ток в витке направлен так, что создает магнитное поле как это показано на рисунке выше. Из построения тогда легко найти, что угол...

Создаваемое током магнитная индукция в центре витка

Где... - магнитная постоянная.

Так как результирующее магнитное поле равно векторной сумме полей, по теореме косинусов найдем

Воспользовавшись теоремой косинусов для вектора В, найдем

Откуда

Рассмотрим теперь случай, когда пол витка направлено в другую сторону

Где...

Аналогично найдем

ОТВЕТ:......

ЗАДАЧА 271

По двум параллельным проводам длиной...м каждый текут одинаковые токи.... Расстояние d между проводами равно 10 см. Определить силу F взаимодействия проводов.

Примечание: длина 3 мм, как написано в условии, заменена на 3 м.

РЕШЕНИЕ:

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

Где... - магнитная постоянная.

Тогда полная сила взаимодействия токов

ОТВЕТ:...

ЗАДАЧА 282

Рамка площадью S = 100 см2 равномерно вращается с частотой... относительно оси, лежащей в плоскости рамки и перпендикулярной линиям магнитной индукции однородного магнитного поля ( В = 0,5 Тл).Определить среднее значение Э.Д.С. индукции... за время, в течение которого магнитный поток, пронизывающий рамку изменится от нуля до максимального значения.

РЕШЕНИЕ:

Эффективная площадь сечения рамки изменяется со временем по закону

Следовательно поток изменяется со временем как

Отсюда видно, что искомый промежуток времени от... до..., где... - период обращения рамки. По закону электромагнитной индукции

Среднее значение

В последнем равенстве использовано то, что...

ОТВЕТ:...

ЗАДАЧА 296

Диаметр тороида (по средней линии) D = 50 см. Тороид содержит N = 2000 витков и имеет площадь сечения.... Вычислить энергию W магнитного поля тороида при силе тока I = 1 A. Считать магнитное поле тороида однородным. Сердечник выполнен из немагнитного материала.

РЕШЕНИЕ:

Объемная плотность энергии однородного магнитного поля дается выражением:

Магнитное поле тороида

Объем тороида

Энергия поля в тороиде

ОТВЕТ:...

ЗАДАЧА 307

Постоянная дифракционной решетки в n=4 раза больше длины световой волны монохроматического света, нормально падающего на ее поверхность. Определить угол... между двумя первыми симметричными дифракционными максимумами.

РЕШЕНИЕ:

Условие максимумов имеет вид

Так как максимумы симметричны

Первому максимуму соответствует..., поэтому

ОТВЕТ:...

ЗАДАЧА 312

Луч света последовательно проходит через два николя, плоскости пропускания которых образуют между собой угол.... Принимая, что коэффициенты поглощения k каждого николя равен 0,15, найти, во сколько раз пучок света, выходящий из второго николя, ослаблен по сравнению с пучком, падающим на первый николь.

РЕШЕНИЕ:

Пусть... - интенсивность света, падающего на первый николь. Интенсивность света прошедшего первый николь тогда

По закону Малюса интенсивность света, прошедшего второй николь

Откуда

ОТВЕТ: интенсивность света ослабнет в... раз

ЗАДАЧА 326

Красная граница фотоэффекта для цинка ? = 310 нм. Определить максимальную кинетическую энергию Tmax фотоэлектронов в электрон-вольтах, если на цинк падает свет с длиной волны ? = 200 нм.

РЕШЕНИЕ:

Энергия электрона, падающего на цинк равна

Где...- постоянная Планка... - скорость света.

Красная граница фотоэффекта - максимальная длина волны, при которой ещё возможно выбивание из вещества фотоэлектрона, то есть работа выхода...

Максимальной кинетическая энергия выбитого электрона будет тогда, когда вся энергия фотона, оставшаяся после работы выхода перейдет в кинетическую:

ОТВЕТ:...

ЗАДАЧА 349

Кванты света с энергией Е = 4,97 эВ вырывают фотоэлектроны из металла с работой выхода А = 4,5 эВ. Найти максимальный импульс, передаваемый поверхности металла при вылете каждого электрона.

РЕШЕНИЕ:

Из закона сохранения энергии максимальная энергия вылетающих фотоэлектронов

Где... - масса электрона. Откуда максимальная скорость

По закону сохранения импульса, поверхности металла передается тот же импульс, который имеет электрон, следовательно

ОТВЕТ:...