1611143569-ed123092d132ff77d44213ca2a0f5b5a (825029), страница 16
Текст из файла (страница 16)
3.973. 97. Конденсаторы, емкости которых равны C и резисторы, имеющие сопротивления R, включены в цепь, как показано на рис. 3.97.Найти заряд на заземленной обкладке конденсатора. Напряжение U0известно.3. 98. 1) Заряженный конденсатор емкости C замыкают на резистор, имеющий переменное сопротивление.
Найти зависимость сопро-107Цепи постоянного и переменного токативления резистора от времени, если ток через него остается постоянным до полной разрядки конденсатора. Начальное сопротивлениерезистора равно R0.2) Заряженный конденсатор переменной емкости замыкают на резистор, имеющий сопротивление R. Найти зависимость емкости отвремени, если ток в цепи остается постоянным до полной разрядкиконденсатора. Начальная емкость равна C0.3.
99. ◦ Резисторы 1, 2, 3 включены в электрическую цепь с диодом, как показано на рис. 3.99. Определить мощность, выделяющуюся на резисторе 3. Напряжение источника переменного тока равно U ,сопротивление всех резисторов равно R.1~UR12Рис. 3.993R2~UРис. 3.1003. 100. ◦ Два сопротивления R1 и R2 и два диода подключены кисточнику переменного тока с напряжением U так, как показано нарис. 3.100. Найти среднюю мощность, выделяющуюся в цепи.3. 101.
∗ Найти максимальное падение напряжения на резисторе,имеющем сопротивление R, и долю периода, в течение которой токв цепи отличен от нуля (рис. 3.101). Построить график зависимостиот времени падения напряжения на сопротивлении R. Амплитудноезначение напряжения источника переменного тока равно 220 В, а частота равна 50 Гц. Внутренним сопротивлением батареи постояннойЭДС можно пренебречь. Решить задачу для двух случаев, когда зависимость тока через диод от приложенного к нему напряжения имеет108ЗАДАЧИ. Электричество и магнетизмR= 10 ОмI2AI~220B900+200 В010В Uα010В20В UРис.
3.101вид, представленный на рис. 3.101.3. 102. Через нагревательную спираль, сопротивление которой постоянно, пропускают постоянный ток. На сколько процентов изменится среднее количество теплоты, выделяющейся в спирали в единицувремени, если через спираль пропускать одновременно с постояннымтоком переменный (синусоидальный) ток, амплитудное значение которого составляет 10 % от силы постоянного тока?3.
103. Металлический шар, находящийся в вакууме и удаленныйот окружающих предметов, заземлен через резистор, имеющий сопротивление R. На шар налетает пучок электронов, скорость которыхвдали от шара равна v, так что на шар попадает n электронов в единицу времени. Какое количество теплоты выделяется в шаре в единицувремени? Масса и заряд электрона равны m и e.3. 104. Плоский конденсатор массы M с горизонтально расположенными пластинами подвешен на пружине. При этом удлинениепружины равно ∆`. Найти дополнительно удлинение пружины, еслив конденсатор параллельно его пластинам будет входить пучок электронов, отклоняющихся на выходе из конденсатора на угол α от горизонта. Сила тока пучка электронов равна I, масса, заряд и начальнаяскорость электронов равны m, e, v0.3.
105. Пучок электронов влетает со скоростью v0 в плоский конденсатор параллельно его пластинам (рис. 3.105). Сколько электроновв единицу времени попадет на положительно заряженную пластину?109Цепи постоянного и переменного токаПучок имеет прямоугольное сечение, высота которого равна расстоянию между пластинами d, а ширина равна x. Число электронов в единице объема пучка равно nV . Масса и заряд электронов равны m и e.На конденсатор подано напряжение U , длина пластин в направлениидвижения пучка равна `.RdxUvbdℓAεℓРис. 3.105Рис.
3.1063. 106. ∗ Пучок электронов влетает со скоростью v0 в плоский конденсатор, целиком заполняя на входе зазор между пластинами(рис. 3.106). Конденсатор последовательно с резистором, имеющимсопротивление R, подключен к источнику тока, ЭДС которого равнаE.Найти ток через резистор. РасстояниеAUмежду пластинами равно d, длина пластин в направлении движения пучка равI=cU3/2на `, ширина – x.
Число электронов вKQединице объема равно nV , масса и зарядРис. 3.107электронов – m и e. Отрицательно заряженная пластина конденсатора заземлена.3. 107. В вакуумном диоде, анод и катод которого – параллельныепластины, I = cU 3/2, где c – некоторая постоянная (рис. 3.107).Во сколько раз увеличится сила давления на анод, возникающая изза ударов электронов о его поверхность, если напряжение на диодеувеличить в два раза? Начальной скоростью электронов, вылетающихс катода, пренебречь.110ЗАДАЧИ. Электричество и магнетизмЭлектромагнитная индукция. Взаимодействие тока с магнитным полем3.
108.◦ Четыре одинаковые проволоки длины ` каждая, связанныена концах шарнирами, образуют квадрат. Квадрат помещен в однородное магнитное поле индукции B, перпендикулярное его плоскости.Противоположные вершины проволочного квадрата растягивают дотех пор, пока он не превращается в прямой проводник. Какой зарядпротечет при этом через гальванометр, соединенный последовательно с одной из проволок, если сопротивление каждой проволоки равноR/4/?3.
109. Кольцевой виток с током находится в переменном магнитномполе, индукция которого B = B0 sin ωt перпендикулярна плоскости витка. Виток превратили в восьмерку, составленную из двух равных колец, не выводя при этом провод витка из плоскости (рис. 3.109).Во сколько раз при этом изменится амплитуда тока вРис. 3.109витке? Индуктивностью витка пренебречь.3. 110. ◦ Кольцевой виток радиуса r, сделанный из проволоки ссопротивлением единицы длины ρ, находится в постоянном однородном магнитном поле, индукция которого B перпендикулярна плоскости витка. Виток превратили в восьмерку, составленную из двух равных колец, не выводя при этом виток из его плоскости (см.
рис. 3.109к предыдущей задаче). Какой заряд при этом пройдет по проволоке?3. 111. ◦ Проволочное кольцо диаметра d, имеющее сопротивлениеR, помещено в переменное однородное магнитное поле, перпендикулярное его плоскости. Магнитная индукция нарастает линейно за время t1 от нуля до значения B и затем линейно уменьшается до нуля завремя t2. Какое количество теплоты выделится в кольце?3.
112. ∗ В ускорителе по окружности радиуса r в магнитном по-Электромагнитная индукция. Взаимодействие тока с магнитным полем111ле, перпендикулярном плоскости траектории, движется тонкий пучокпротонов. Найти силу тока пучка после того, как частицы сделалиодин оборот. Сила тока пучка в начальный момент равна I0, полноечисло протонов в камере равно n. Поток индукции магнитного полячерез орбиту протонного пучка изменяется с постоянной скоростью(∆φ/∆t = E) так, что протоны ускоряются.
Масса и заряд протоновравны m и e, их скорость остается далекой от скорости света.3. 113. Непроводящее кольцо массы m и радиуса r, имеющее равномерно распределенный небольшой заряд q, может свободно вращаться вокруг своей оси. Кольцо помещено в перпендикулярное плоскости кольца магнитное поле, индукция которого в центральной области кольца радиуса ` < r равна 2B, а в остальном пространствевнутри кольца равна B. Магнитное поле начинает равномерно уменьшаться до нуля.
Какую скорость приобретает кольцо после исчезновения магнитного поля, если в начальный момент оно покоилось?3. 114. ∗ Проволочное кольцо радиуса R имеет проводящую перемычку, расположенную вдоль диаметра (рис. 3.114).RВ левую и правую полуокружности включены конCCBBденсаторы емкостями C1 и C2. Кольцо помещено внарастающее линейно со временем магнитное полес индукцией B (t) = B0t/T , перпендикулярное егоРис. 3.114плоскости. В некоторый момент времени перемычку убирают и затемпрекращают изменять магнитное поле. Найти установившиеся зарядына конденсаторах.123. 115.
∗ Два параллельных идеально проводящих рельса расположены на расстоянии ` = 0, 1 м друг от друга в плоскости, перпендикулярной однородному магнитному полю индукции B = 1 Тл.Рельсы соединены неподвижным проводником, сопротивление которого R0 = 3 Ом, и двумя проводниками, сопротивления которыхR0 = 1 Ом и R2 = 2 Ом, движущимися в разные стороны от непо-112ЗАДАЧИ. Электричество и магнетизмдвижного проводника с постоянными скоростями v1 = 0, 3 м/с иv2 = 0, 2 м/с.
Найти ток, проходящий через неподвижный проводник.3. 116. ∗ Проводник EF движется с постоянной скоростью v, замыкая два проводника AC и AD, образующих между собой угол α(рис. 3.116). Перпендикулярно плоскости системы проводников приложено постоянное однородное магнитное поле индукции B. Найтиполное количество теплоты, выделившееся в цепи за время движенияпроводника EF от точки A до точки C. Сопротивление единицы длины проводника EF равно R`. Сопротивлением проводников AC иAD пренебречь AC + `0, EF ⊥AC, v⊥EF.BDFEDvAαFℓCAРис.
3.116BROCРис. 3.1173. 117. Проводник OD может скользить по дуге ADC радиуса `(рис. 3.117). Перпендикулярно плоскости дуги приложено постоянноеоднородное магнитное поле индукции B. Какую силу надо приложитьв точке D перпендикулярно проводнику OD, чтобы вращать его с постоянной угловой скоростью ω? Сопротивление участка OC равно R.Сопротивлением остальных проводников пренебречь.3. 118. Проволочная прямоугольная рамка со сторонами длины `1и `2, массы которых равны m1 и m2, может свободно вращаться вокруг горизонтальной оси так, что одна из сторон длины `1 остаетсянеподвижной. Рамка находится в вертикальном однородном магнитном поле индукции B. Найти такую силу тока в рамке, при которой113Электромагнитная индукция.
Взаимодействие тока с магнитным полемона будет не подвижна в поле тяготения Земли и наклонена к горизонту под углом α.3. 119. П-образная проволочная рамка подвешена на горизонтальной оси и находится в однородном вертикально направленном магнитном поле с индукцией B (рис. 3.119). Рамка состоит из стержня длины ` и массы m и двух невесомых жестких стержней длины h. Черезрамку пропускают кратковременный импульс тока силой I0 длительности τ . Определить максимальный угол отклонения рамки от первоначального положения. Смещение рамки за время τ очень мало.3. 120.
В вертикальном направлении создано однородное постоянℓℓhgBI0gαmBgmРис. 3.119Bm, qРис. 3.120εРис. 3.122ное магнитное поле индукции B. Шарик массы m с зарядом q, подвешенный на нити длины `, движется по окружности так, что нитьсоставляет угол α с вертикалью (рис. 3.120). Найти угловую скоростьдвижения шарика.3. 121.
Горизонтальный проводник массы m и длины ` может скользить по двум вертикальным проводящим стержням без нарушения электрического контакта. Стержни разнесены на расстояние ` друг от друга и соединены внизу конденсатором емкости C. Перпендикулярноплоскости движения приложено постоянное однородное магнитное поле индукции B. Найти ускорение стержня. Сопротивлением образовавшейся электрической цепи, а также трением пренебречь. Система114ЗАДАЧИ. Электричество и магнетизмнаходится в поле тяготения Земли.3. 122. ∗ Горизонтальный проводник массы m может скользить безнарушения электрического контакта по двум вертикальным проводящим стержням.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
