Задачник по физике - Белолипецкий С.Н. (1238768), страница 43
Текст из файла (страница 43)
Сопротивления катушек и подводящих проводов пренебрежимо малы. 4.2202. Катушки 1 и 2, имеющие одинаковую индуктивность 1, подключены через ключи К1 и К2 к конденсатору емкости С (сзе рисунок). В начальный момент времени оба ключа разомкнуты, а конденсатор заряжен цо разности потенциалов 110. г' Сначала замкнули ключ К1 и, К 1 2 когда напряжение на конденсаторе стало равным нулю, замкнули к:поч К2. Определите максимальное напрязкение аймаке на конденса торе после замыкания ключа К2. Сопротивлениями катушек пренебречь.
4.2212. Катушки 1 и 2, имею- 11 и Ь2 со- К зада и. 4.220 ответственно, подключены через ключи К1 и К2 к конденсатору емкости С 1см, рисунок к задаче 4.220). В начальный момент времени оба ключа разомкнуты, а конденсатор заряжен до разности потенциалов Г~. Сначала замкнули ключ К1 и, когда напряжение на конденсаторе стало равным нулю, замкнули ключ К2. Определите максимальный 1~ „,, и минимальный 11 „„токи, протекающие через катушку 1 после замыкания ключа К2. 4.2222. Колебательный контур, в состав которого входят конденсатор емкости С и катушка инцуктивности 1 и активньзм сопротивлением й. терез ключ Л подключен к батарее с ЭДС Е (сзе рисунок).
Спустя некоторое время после замыка- 212 колввания и волны гл. 4 ния ключа К установился стаппонарный режим (ток>г во всех элементах цепи стали постоянными). Какое количество теплоты Я выделится в катушке после того. как клк>ч К будет разомкнут' > к Внутреннес сопротивление батареи и сопротивление подводящих проводов пренебрежимо малы.
4.223а. Конденсатор емкости 4 о С, заряженный до напряжения 77е, разряжается на катушку индуктивности Е и активным сопротивлением Л. Какое количество теплоты с>> выделится в катушке к тому моменту, когда сила тока К задаче 4.222 в ней достигнет наибольшего зна- к>ния 1чеке ° 4.224а. Колебательный контур содержит конденсатор емкости С = 1,2 нФ и катушку индуктивности В = 6,0 мкГн и активнь>м сопротивлением ?7 = О, 50 Ом. Какую среднюю х>отцность Р нужно подводить к контуру, чтобы поддерживать в нем незатухающие гармонические колебания с амплитудой напряжения на конденсаторе 7?е = 10 В? 4.225а. Колебательный контур, настроенный на длину волны Л = 300 и, имеет индуктивность Е = 0,20 Гн и активное сопротивление В = 2, 0 Ом.
На сколько» процентов уменьшается энергия этого контура за время одного колебания? На протя>кении одного колебания ток в контуре можно считать синусоидальным. 4.11. Электромагнитные волны Электромагнитными волнами называют возмущения электромагнитного поля (т.е. переменное электромагнитное поле), распространяющиеся в пространстве.
В настоящем разделе рассматривая>тся гармонические электромагнитные волны. >разоеал скорость электромагнитных волн в среде с относительной диэлектрической проницаемостью е и относительной магнитной проницаемостьк> р равна 1 с >~ееорре 1 где с = = 2, 9979380 10ам,'с — скорость электромагнитных ,Ле»» волн в вакууме. Электромагнитные волны являются поперечными: взаимно перпендикулярные векторы напряженности электрического и Э!!ННТРОМАГНИТНЫН ВОЛНЫ магнитного полей Е и Н лежат в плоскости, перпендикулярной к направлению распространения волны. Модули Е и Н связаны соотношением,/ЕоЕ = ЯроН.
Объгмьал плотность энергии ш электромагнитного поля в линейной изотропной среде щ= — ееоЕ + — ррОН =ееОЕ =ррВН =~7РорроЕН= ЕН. 2 2 с Иекп1ор плотности потока энергии электромагнитной волны Я называют вектором Умова — Пойнтинга (вектором Пойнтинга). Скорость переноса энергии бегущей монохроматической ВОлнОЙ раВна фазОВОЙ скОрОсти т этОЙ Волны, НОэтОму Я = ичт= ~ЕН]. Давление р электромагнитных волн на плоское препятствие равно р = (и~)(1+ Й) сов а, где (ю) — среднее значение объемной плотности энергии световой волны, Н коэффициент отражения света от рассматриваемой поверхности, равный отношению средних объемных плотностей энергии отраженной и падающей световых волн; О .
угол падения электромагнитной волны на поверхность (угол между вектором Я и нормалью к поверхности). 4.2261. Определите длину волны Л, излучаемую в воздухе передатчиком, работаюгцим на частоте Р =- 60 МГц. 4.227 . Какое число и электромагнитных колебаний, соответствующих длине Волны Л1 = 375 м, осуществляется в течение одного периода звуковых колебаний, происходящих с частотой из = 500 Гц перед микрофоном переда1ощей станпии? 4.228 . Электромагнитная волна 1астоты и = 3,0 МГц пере- 1 ходит из вакуума в нсмагнитную среду с диэлектрической проницаемостью е = 4, О. Определите приращение ЬЛ ее длины волны. 4.2291.
Перед генератором электромагнитных волн поместили металлический лист, получив стоячую волну. Определите частоту и генератора, если расстояние между пучностями Ь = = 15 см. 4.230 . Плоская электромагнитная волна, напряжена ность электрического поля в которой описывается уравнением Е,(л,1) = 200соз(2л 10з1+ 4,55л) (все используемые величины приведены в единицах СИ). полностью поглощается поверхностью тела, расположенной перпендикулярно оси абсцисс.
Какова диэлектрическая проницаемость В среды, в которой распространяется волна (среда нсмагнитная)? Какое среднее давление р она оказывает на тело? Определите среднюю за период ко- 214 колввания и волны ГЛ. 4 лебания плотность потока электромагнитной энергии Я в этой волне, 4.231г. В вакууме распространяется плоская электромагнитная волна, частота которой и = 100 МГп и амплитуда электрической составляющей се = 50 мВ~'м. Определите среднее за период колебания значение плотности потока энергии Я. 4.232 . Почему увеличение дальности радиосвязи с космиг ческими кораблями в н =- 2 раза требует увеличения мощности передатчика в 4 раза, а увеличение дальности радиолокации в н — 2 раза требует увеличения мощности передатчика в 1б раз? Размеры излучателя радиоволн и объекта локации малы по сравнению с расстоянием между ними, поглощение энергии средой пренебрежимо мало.
4.233 . На каком предельном расстоянии амик, может быть обнаружена цель на поверхности моря корабельным радиолокатором, расположенным на высоте 6 = 8, 0 м над уровнем моря? Определите минимальный промежуток времени Ь1„,„„между соседними импульсами у этого локатора. Как изменится Ь1„0,„ при подъеме антенны локатора на болыпую высоту? 4.234в.
Радиолокатор работает на волнс Л = 15 см и дает п = 4000 импульсов в секунду. Длительность каждого импульса т = 2, 0 мкс. Определите число Ю колебаний в каждом ихшульсе и наиболыпую глубину 1 „, разведки локатора. 4.235г. Длина воздушной линии передачи равна 1 = 300 км.
Частота передаваемого напряжения г = 50 Гп. Определите фазовый сдвиг Ьд напряжения в начале и в конце этой линии. ГЛАВА Ь ОитИКА 5.1. Отражение света. Плоское зеркало Закон отражения света: луч, падатощий на гранину раздела сред, нормаль, восстановленная к границе раздела сред в точке падения луча, и отраженный луч лежат в одной плоскости: угол отражения луча раасн углу падения. Угол падения и угол отражения отсчитыван>тся от нормали, восстановленной к гранипе раздела сред в точке падения луча.
5.1 . Источник света диаметра В = 20 см расположен на 2 расстоянии 1 = 2, 0 и от экрана. На каком наименьшем расстоянии я от экрана нужно поместить мячик диаметра д = 8, 0 см, чтобы он не отбрасывал тени па экран, а давал только полутень? Прямая, проходящая через центры источника света и мя тика, перпендикулярна плоскости экрана. 5.2~.
Вертикальный шест высоты 6 = 1,0 м, поставленный недалеко от уличного фонаря, отбрасывает тень длины Ь1 = 80 см. Если расстояние между фонарным столбом и шестом увеличить на а = 1, 5 и, то длина тени возрастет до Вз = 1, 3 и. На какой высоте Н находится фонарьу Размерами фонаря ъюжно пренебречь. 5.3э. Постройте изображение У точечного источника света В в плоском зеркале (см. рисунок), Укажите область видимости изображения.
К задаче 5.3 К задаче 5.4 5.4э. Постройте изображение А'В' предмета АВ в плоском зеркале (см. рисунок). Укажите области, из которых можно видеть все изображение и часть его. 216 оптики ГЛ. 5 5.52. На рисунке показаны области частичной (штриховка)и полной (двойная штриховка) видимости в плоском зеркале некоторого предмета, имекидего форму прямолинейного отрезка. Определите местоположение предмета АВ. 5.6 . Определите, в каких точках 2 комнаты находящ1п1ся в неи неловок видит в зеркале изображение экрана телевизора АВ (см. рисунок). 5.72.
Известно, что луч АС после К задаче 5.5 отражения от плоского зеркала проходит через точку В (см. рисунок). Определите построением положение точки С. ' ' '~' ' ' ' ' ' ' ' '/~' К задаче 5.7 К задаче 5.6 5.82. Два плоских зеркала образуют двугранный угол о. Между ними (в биссектральной плоскости двугранного угла) расположен точечный источник света. Определите число Х изображений источника в зеркалах и постройте их для случаев 360' се = 90'; 120'; 00', 45', 30', се = —, где и — натуральное число. и 5.9 . Как следует расположить два плоских зеркала, чтобы при любом угле падения луч, падающий на зеркало, и луч, отразившийся последовательно от обоих зеркал, были параллельны? 5.102. Как следует расположить три плоских зеркала, чтобы все они пересекались, и чтобы при любом угле падения луч, падакиций на зеркало, и луч, последовательно отразившийся от всех трех зеркал, были параллельны? 5.111.
с1еловек разглядывает свое изображение в плоском зеркале. На какое расстояние я следует переместить зеркало в направлении нормали к нему, чтобы изображение при этом сместилось на в = 1 м'? 5.122. Малыик ростом Н = 1.60 м стоит перед плоским вертикальным прямоугольным зеркалом на расстоянии а = 1 м от него, Какова должна быть минимальная высота Лаа„зеркала, ~тобы мальчик мог видеть себя с головы до ног? На каком расстоянии 5 от пола должен при этом находиться нижний край 5.1 ОтРлжение светл. ИлОскОе зеРкляо 217 зеркала? Глаза ъ>ал> тика находятся на высоте Н1 = 150 см от пола.
Поясните ответ задачи. 5.131. Плоское зеркало поворачивая>т на угол е> = 35'. Па какой угол 1> повернется при этом отраженный от зеркала луч? 5.14 . Высота Солнца над горизонтом составляет а = 38'. 1 Под каким углом 13 к горизонту следует расположить плоское зеркало„чтобы осветить солнечныъш лучами дно вертикального колодца? 5.15 . Плоское зеркало движется со скоростью >> = 1, 5 см,'с, 2 направ>тенной по нормали к плоскости зеркала. С какой по модулю и направленик> скоростью и должен двигаться точечный источник, чтобы его отражение в зеркале оставалось неподвижен >ъ>? 5.162. Плоское зеркало ОА вращается с угловой скоростью ш вокруг оси О (съ!.
рисунок). С какой скоростью н движется отражение о> точки Я, если расстояние ОЬ = 1,. 5.172. Плоское зеркало движется со скоростьк> г = 2, 0 см,'с, а точечный источник света Я со скоростью и = 3,0 см>'с (см. рисунок). С какой скоростьк> в движется отражение о" точки Я? Определите угол о между направлениями скоростей источника и его отражения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
