Физика-11кл-Касьянов-2002-ГДЗ (11 класс - Касьянов), страница 4

Электролиз – процесс выделения на электродах веществ, которыевходят в состав электролита, во время протекания через его расплавили раствор электрического тока.4. m = kQ – масса выделившегося на электроде вещества прямопропорциональна заряду, который прошел через расплав или раствор электролита.1 Mm=Q , где F – постоянная Фарадея, M – молярная масса вещеF nства, n – валентность, Q – заряд.5. Гальваностегия, гальванопластика, электрометаллургия, рафинирование металлов.№ 1.Решение:Дано:По закону Фарадея:m = 5, 6 г = 5,6 ⋅10 −3 кгk = 1,12 ⋅10 −6 кг/Клq–?m = kq ⇒ q =m5, 6 ⋅10 −3 кг==k 1,12 ⋅10 −6 кг/Кл= 5 ⋅10 3 Кл.3Ответ: m = 5 ⋅10 Кл.№ 2.Дано:m = 10 г = 10−2кгt = 3600 сk = 3, 28 ⋅10 −7 кг/КлI–?Решение: По закону Фарадея:mm = kq ⇒ q = ;kq m10 −2 кг= == 8, 5 At kt 3,28 ⋅10 −7 кг/Кл ⋅ 3600 сОтвет: I = 8, 5 А ..I=29№ 3.Дано:t = 28800 сI = 10 Аµ = 27 ⋅10 −3 кг/мольРешение: По объединенному закону Фарадея:1 M ⎫m=Q⎪1 MIt =F n ⎬m =F n⎪⎭Q = Itn=3m–?=Ответ: m = 26, 9 г.27 ⋅10 −3 кг/моль ⋅10 с ⋅ 28800 с9, 65 ⋅10 4 Кл/моль ⋅ 3=.= 2, 69 ⋅10 −4 кг = 26, 9 г.№ 4.Дано: S = 50 см 2 = 50 ⋅10 −4 м 2 , h = 50 мкм = 50 ⋅10 −6 м , I = 1, 3 А ,M = 0,108 кг/моль, n = 1, d = 10,5 ⋅ 10–8 кг/м3Найти: t – ?Решение: По объединенному закону Фарадея:1 M ⎫m=QF n ⎪⎪1 M12ShdFnm = 12Shd ⎬12Shd =It ⇒ t ==F nMI⎪Q = It⎪⎭9, 65 ⋅10 4 Кл/моль ⋅12 ⋅ 5 ⋅10 -3 м 2 ⋅ 5 ⋅10 -5 м ⋅10, 5 ⋅10 −8 кг/м 3=0,108 кг/моль ⋅1,3 А= 21600 с = 6 ч.Ответ: t = 6 ч.=№ 5.Решение:Дано:t=5АПо закону Фарадея: m = kQ = kItV = 1 л = 10–3 м3По закону Менделеева-Клапейрона:P = 105 ПаmPVМk = 8,29 кг/КлPV =RT ⇒ m =.МRTT–?СледовательноPV µPV µkIt =⇔T ==RTkItR10 5 Па ⋅10 −3 м 3 ⋅ 32 ⋅10 −3 кг/моль=8, 29 кг/Кл ⋅ 5 А ⋅ 3600 с ⋅ 8,31 Дж/(моль ⋅ К)= 258 К = −15°C.=302Магнетизм§ 17.

Магнитное взаимодействиеОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ1. Перегрин помещал стальные иголки вблизи шара из магнетита.Исходя из их расположения, он предположил, что одноименныймагнитные полюса отталкиваются, а разноименные притягиваются.2. Стрелка компаса поворачивается около магнита.3. Поведение стрелки компаса подтверждает существование магнитного поля Земли.4. Постоянный магнит действует на каждую опилку так, что онаразворачивается северным концом к южному полюсу, а южным – ксеверному.5.

По силовым линиям выстраиваются железные опилки ил магнитные стрелки.§ 18. Магнитное поле электрического токаОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ1. Эрстед первым заметил то, что стрелка компаса располагаетсяперпендикулярно проводнику, если по нему пустить электрическийток, и параллельно проводнику, если ток по проводнику не идет.Опыты Эрстеда показали, что электрический ток оказывает магнитное действие.2. Магнитное поле характеризуется вектором магнитной индукцииrB . Его направление совпадает с направлением северного полюсамагнитной стрелки, помещенной в магнитное поле.Правило буравчика: Если ввинчивать правый винт (буравчик) в направлении тока в проводнике, то направление вращение его ручкиукажет направление вектора магнитной индукции.3.

Правило правой руки: если охватить проводник правой рукой так,чтобы большой палец указывал направление силы тока, о кончикидругих пальцев укажут направление вектора магнитной индукции.r rrr4. B = B1 + B2 + K + Bn , то есть результирующий вектор магнитнойиндукции складывается из векторов магнитной индукции, создавае31мых разными токами. (То же можно сказать и про вектор напряженности электрического поля.)5.

По правилу буравчика: если вращать буравчик по направлениюсилы тока в витке, то поступательное движение буравчика укажетнаправление вектора магнитной индукции. Вектор магнитной индукции снаружи от кольцевого тока направлен противоположновектору магнитной индукции внутри кольцевого тока.§ 19. Магнитное полеОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ1. Линии магнитной индукции – такие линии, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора магнитнойиндукции в этой точке.2. Линии магнитной индукции всегда замкнуты.3.

Потому что распределение напряженности вокруг постоянногополя и вокруг соленоида тождественно.4. Из северного полюса выходят линии магнитной индукции, а вюжный – входят.5. Ампер считал, что магнитные свойства Земли определяютсязамкнутыми электрическими токами, протекающими с запада навосток.§ 20. Действие магнитного поля на проводникс токомОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ1. Магнитное поле действует на токи, циркулирующие в магнитнойстрелке. Из этих воздействий складывается действие магнитногополя на стрелку в целом.2.

Закон Ампера: сила, с которой магнитное поле действует на отрезок проводника в током (помещенный в это поле), численно равнапроизведению силы тока, модуля вектора магнитной индукции,длине отрезка проводника и синуса угла между направлением силытока и вектором магнитной индукции. FA = IB ∆l sin α .3. Эти векторные величины составляют правую тройку векторов.4. Направление силы Ампера определяется по правилу левой руки:если положить левую ладонь так, чтобы вытянутые пальцы указывали направление тока, а линии магнитного поля впивались в ла-32донь, то отставленный большой палец укажет направление силыАмпера, действующей на проводник.5. Модуль вектора магнитной индукции – величина, численно равная отношению максимальной сила Ампера, действующей на проводник, к произведению силы тока на длину проводника.H[ B] = 1=1 Тл (тесла).A⋅МЗАДАЧИ№ 1.Решение:Дано:l=15 см = 0,15 м По определению, FA = IB ∆l sin α .B=0,4 ТлB ⊥ I ⇒ sin α = 1, следовательно,I=6 AFA = IB ∆l = 6 А ⋅ 0, 4 Тл ⋅ 0,15 м = 0, 36 Н.FA – ?Ответ: FA = 0, 36 H.№ 2.Решение:Дано:l = 20 см = 0,2 м По определению FA = IB ∆l sin α .B = 0,1 Тл1∠( B$I ) = 30° ⇒ sin α = , следовательноI = 1 A, α = 30°2FA – ?1FA = IB ∆l = 1 А ⋅ 0,1 Тл ⋅ 0, 2 м ⋅ 0, 5 = 0, 01 Н .2Ответ: FA = 0, 01 Н .№ 3.Дано:l = 10 см =0,1 мm = 10 г =0,1 кгI = 4,2 AB = 0,1 ТлT–?Решение:Проводник находится в равновесии, следовательно,векторная сумма всех сил равна нулю (см.

рисунок).ТТIurBmMg+FAСила Ампера направлена так же, как и сила тяжести. Следовательно, по 2-му закону Ньютона:33⎧2T = mg + FAmg + IB∆l⇒T ==⎨FIBl=°sin90∆2⎩ A0, 01 м ⋅ 9, 81 м/с 2 + 4, 2 А ⋅ 0,1 Тл ⋅ 0,1 м= 0, 07 Н.2Ответ: T = 0, 07 Н.№ 4.Дано:l = 10 см = 0,1 мm = 10 г = 0,1 кгI = 9,8 A, B = 0,1 Тлα–?Решение:По 2-му закону Ньютона (см.

рисунок):rrrFA + 2T + mg = 0 .φ2TFAmgВ проекции на горизонтальную ось:FA = 2T sin φ ⇒ BI ∆l = 2T sin φ . (1)В проекции на вертикальную ось: mg = 2T cos φ . (2)Поделим (1) на (2): tg φ =BI ∆l 0,1 Тл ⋅ 9, 8 А ⋅ 0,1 м== 1 ⇒ φ = 45° .mg0, 01 кг ⋅ 9, 8 м/сОтвет: φ = 45° .№ 5.Дано:l12 = 20 см = 0,2 мl23 = 15 см = 0,15 мl34 = 12 см = 0,12 мl45 = 15 см = 0,15 мI = 5 A, B = 0,1 ТлF12; F23; F34; F45 – ?На участке 34:Решение:На участках 12 и 45 I и B сонаправлены, следовательно, F12 = F45 = 0.На участке 23 сила Ампера равнаF23 = BI ∆l 23 sin 90° == BI ∆l 23 = 0,1 Тл ⋅ 5 А ⋅ 0,15 м = 75 мН.F34 = BI ∆l34 sin 45° = BI ∆l = = 0,1 Тл ⋅ 5 А ⋅ 0,12 м ⋅Ответ: F12 = 0; F23 = 75 мН; F34 = 42 мН; F45 = 0.3412= 42.мН.§ 21.

Рамка тока в однородноммагнитном полеВОПРОС1. Магнитное поле считается однородным, если в любой его точкевектор магнитной индукции остается одним и тем же.2. Собственной индукцией называется индукция магнитного поля,созданного током, протекающим по рамке.3. M = ISB sin α . В однородном магнитном поле рамка стремитсяустановиться так, чтобы собственная магнитная индукция совпадалапо направлению с индукцией внешнего магнитного поля.4.

По углу поворота рамки можно определить силу тока в проводнике. Этот факт используется в амперметрах, вольтметрах и т. д.5. Рамка с током в магнитном поле поворачивается под действиемсилы Ампера. В тот момент, когда рамка проходит положение равновесия, коллектор изменяет направление тока в рамке на противоположное, в результате чего рамка продолжает вертеться.ЗАДАЧИ№ 1.IСобственная индукция направлена противоположноиндукции магнитного поля.urX X B XurXXНавитокне будет действовать вращающий моBoX XXXXмент, так как момент сил, действующих на витокX XXXXравен нулю (угол равен 180°).Виток будет находиться в состоянии устойчивогоравновесия, либо в перевернутом положении.XXXXX.№ 2.Дано:Решение: M = ISB sin α , где S = a 2 ,a = 10 см = 0,1 мsin α = 1 ⇒ M = IBa 2 =B = 0,1 ТлI=5A= 5 А ⋅ 0,1 Тл ⋅ 0,01 м 2 = 5MH ⋅ м.M–?Ответ: M = IBa 2 = 5 MH ⋅ M№ 3.Дано:a = 4 см = 0.04 мb = 5 см = 0,05 мB = 0,2 ТлI = 5 A, α = 60ºF1; F2; M-?Решение:Рамка симметрична, поэтому силы, приложенныек противоположным сторонам рамки равны помодулю и противоположны по направлению.Для стороны a (см.

рисунок):351= 0, 02 Н.2Для стороны b:Fb = IBb = 5 А ⋅ 0,2 Тл ⋅ 0,05 м = 0, 05 Н.Вращающий момент M = ISB sin ϕ ,Fa = IBa sin(90° − 60°) = 5 А ⋅ 0,2 Тл ⋅ 0,04 м ⋅ZurBoMurBuurFaauurFbϕbϕIOYbuurFaXauurFbIгде S = ab ⇒ M = IabB sin ϕ =ϕ = 5 А ⋅ 0,04 м ⋅ 0,05 м ⋅ 0,2 Тл ⋅3=2= 1, 73 ⋅10 −3 Н ⋅ м.Ответ: Fb = 0, 05 Н , Fa = 0, 02 Н. M = 1, 73 ⋅10 −3 Н ⋅ м.№ 4.Решение:Дано:a = 5 см = 0,05 м1M = ISB sin α, где S = bh, sin α = 1.b = 6 см = 0,06 м2B = 0,2 Тл2bbb2M = 0,24 Нмh = a2 −⇒ M = IB ⋅ ⋅ a 2 −⇒I–?424M0, 24 Н ⋅ м== 10 3 АI=22b 2 b0, 0036 мBa −0, 2 Тл ⋅ 0,03 м 0,0025 м 2 −244Ответ: I = 1 кА.№ 5.Дано:M max = 5 ⋅10 2 H ⋅ мS = 10 см 2 = 10 −3 м 2I =2АN = 1000B–?36Решение:Момент максимален, если sin α = 1, =>MM max = IBSN ⇒ B = max =ISN=5 ⋅10 2 Н ⋅ м2 А ⋅10 −3 м 2 ⋅10 3Ответ: B = 250 Тл.= 250 Тл.§ 22.