ГДЗ-Физика-задачник-11кл-Рымкевич-2004-www.frenglish.ru (991537), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Таким образом, о 6 У 4 В[ Вы ч ислен ия: 1В401Тл 1м 4м/с 07А, 2 2 Ом 1 — 01Тл.1м 4м/с ОВА. з 2 Ом 4 10 и! 1 В 0,1Тл 1 м Ответ: а) 1 = 0,5 А; б) 1 = 0,7 А; в) Т = 0,3 А; влево со скоростью 10 м/с. 921 ° Какова индуктивность контура, если при силе тока 5 А в нем возникает магнитный поток 0,5 мВб? Решение. Индуктивность контура В (или иначе коэф- фициент самоиндукции) определяется формулой А=в Ф Т где Ф вЂ” магнитный поток сквозь поверхность, огра- ниченную контуром, 1 — сила тока в контуре. Вьгчисленияг 5 10 Вб 10-4 1 5А Ответ: Ь = 0,1 мГн.
157 923. найти индуктивность проводника, в котором равномерное изменение силы тока на 2 А в течение 0,25 с возбуждает ЭДС самоиндукции 20 мВ. Решение. Из закона электромагнитной индукции и определения индуктивности (см. предыдущие задачи) следует равенство ЛФ АХ 5'= — = Ь вЂ”. ЛГ АГ ' Из него получаем искомую формулу для индуктивности: А=в с А?уаг Вы чи ел енин? 2 10 В . 0,25 с 2А Ответ: Ь = 2,5 мГн. 924.
Какая ЭДС самоиндукции возбуждается в обмотке электромагнита индуктивностью 0,4 Гн при равномерном изменении силы тока в ней на 5 А за 0,02 с? Решение. Для решения воспользуемся первой формулой предыдущей задачи: 6=Ь вЂ”. Вычисления? 5' = 0,4 Гн — = 100 В. 0,02 с Ответ: Б = 100 В. 925. Почему отключение от питающей сети мощных электродвигателей производят плавно и медленно при помощи реостата? Ответ: индуктивность обмоток электродвигателя велика, и надо увеличить время размыкания цепи, чтобы уменьшить ЭДС самоиндукции. 158 926. Последовательно с катушкой школьного трансформатора, надетой на разомкнутый сердечник, включена лампочка карманного фонаря. В цепь подано такое напряжение, что лампочка горит в полный накал.
Как изменяется яркость лампочки, если: а) сердечник замкнуть ярмом; б) некоторое время держать ярмо неподвижным; в) вынуть ярмо? При возможности проверьте на опыте, положив на сердечник спичку (иначе ярмо трудно оторвать от сердечника). Ответ: при замыкании сердечника трансформатора начнется увеличение магнитного потока во вторичной обмотке и формирование в ней ЭДС индукции. Согласно правилу Ленца, зти процессы должны ослаблять вызвавший их ток в первичной обмотке. Поэтому накал лампочки несколько уменьшится (Р = 1 г().
2 Однако после установления магнитного потока во вторичной обмотке зти индуктивные явления исчезнут, и ток, а с ним и накал лампочки восстановятся, так как сила постоянного тока не зависит от индуктивности. Если вынуть ярмо, то те же индукционные процессы, согласно правилу Ленца, будут стремиться поддержать магнитный поток в трансформаторе за счет увеличения силы тока в первичной обмотке. 927. В катушке индуктивностью 0,6 Гн сила тока равна 20 А. Какова энергия магнитного поля этой катушки? Как изменится энергия поля, если сила тока уменьшится вдвое? Решение.
Энергия магнитного поля тока й' =— 2 Вычисления: )4г 0,6 Гн (20 А) 12() Дж 2 Согласно записанной формуле, энергия поля уменьшится в 4 раза. Ответ: И' = 120 Дж; уменьшится в 4 раза. 109 929 Найти энергию магнитного поля соленоида, в котором при силе тока 10 А возникает магнитный поток О,б Вб. Решение. Зная силу тока 1 и магнитный поток Ф, можно найти индуктивность соленоида: Ь= —. Ф 1 Подставляя это выражение в формулу для энергии магнитного поля тока (см.
решение задачи 927), находим энергию магнитного поля соленоида: И' = — . 2 Вычисления: И,, 0,5Вб. 10А 2 5Дж 2 Ответ: И' = 2,5 Дж. 931. Нри изменении силы тока в катушке, индуктивность которой 1., в л раз энергия магнитного поля изменилась на ЛИ'. Найти начальные значения энергии й', и силы тока 1,. Решение. Из общей формулы для энергии магнитного поля тока И' = Ы (2 следует, что при увеличении си- з лы тока в и раз энергия увеличится в и раз. Следова- 2 тельно, изменение энергии можно записать в виде АИ = пзИг Иг 160 откуда следует формула для начальной энергии: ЛИ' 1 г л — 1 Зная эту величину, начальную силу тока находим из общей формулы для энергии поля: глдвд х)~ Электромагнитные колебания 43. Превращение энергии в колебательном контуре.
Гармонические колебания. Собственная частота и период колебаний 932. Начальный заряд, сообщенный конденсатору колебательного контура, уменьшили в 2 раза. Во сколько раз изменилась: а) амплитуда напряжения; б) амплитуда силы тока; в) суммарная энергия злектрического поля конденсатора и магнитного поля катушки? Решение.
Поскольку емкость С конденсатора неизменна, напряжение изменяется пропорционально заряду д: Следовательно, амплитуда напряжения также уменьшится в 2 раза. Из закона сохранения ввергни колебательного контура и'= — + ~— 2 2 2 2С 1 В задачах данного параграфа считать, что: а) колебания в контуре незатухающие; б) зависимость заряда на конденсаторе от времени задана уравнением д = д соз ю С в) все величины даны в СИ. 162 следует, что максимальное значение энергии электри- ческого поля равно: ))г и ып 2 2 Следовательно, амплитуда колебаний силы тока пропорциональна изменению начального заряда конденсатора, т. е. уменьшится в 2 раза, а суммарная энергия электрического поля конденсатора и магнитного поля катушки уменьшится в 4 раза.
Ответ: а) уменьшилась в 2 раза; б) уменьшилась в 2 раза; в) уменьшилась в 4 раза. 933. Нри увеличении напряжения на конденсаторе колебательного контура на 20 В амплитуда силы тока увеличилась в 2 раза. Найти начальное напряжение. Решение. Согласно формуле для полной энергии ко- лебательного контура, ЬГ СУ 2 2 где Г, Сг — амплитудное значение силы тока и напряжения. Тогда У+ 20 В = 2У. Следовательно, начальное напряжение У= 20 В.
Ответ: У = 20 В. 934. В колебательном контуре индуктивность катушки равна 0,2 Гн, а амплитуда колебаний силы тока 40 мА. Найти энергию электрического поля конденсатора и магнитного поля катушки в тот момент, когда мгновенное значение силы тока в 2 раза меньше амплитудного значения. 163 Решение. Зная индуктивность 1, катушки и амплитудное значение силы тока 1, можно найти полную энергию колебательного контура: И" =— Л1 2 Энергия магнитного поля катушки, когда ток вдвое меньше его амплитудного значения, равна: Ы1 /2) м= 2 Теперь энергию И; электрического поля конденсато- ра можно найти из закона сохранения энергии: Вычисления: И~„= 0,2 Гн ° (4 ° 10 А/2) /2 = 4 ° 10 Дж; И',= 16 . 10 Дж — 4 10 Дж= 12 10 Дж. Ответ: И', = 120 мкДж; И'„= 40 мкДж.
935. Колебательный контур состоит ив конденсатора емкостью С = 400 пФ и катушки индуктивностью 1. = 10 мГн. Найти амплитуду колебаний силы тока 1, если амплитуда колебаний напряжения У = 500 В. Решение. Закон сохранения энергии позволяет установить связь между амплитудными значениями заряда конденсатора и и силы тока в катушке 1 д' 2С 2 Используя формулу, связывающую заряд и напряже- ние между обкладками конденсатора, 164 находим формулу для амплитуды колебаний силы тока: Вычисления: -1о 1 =5ООВ =О 1А. 10 Гн Ответ: 1 = 0,1 А. 936. Амплитуда силы тока в контуре 1,4 мА, а амплитуда напряжения 280 В. Найти силу тока и напряжение в тот момент времени, когда энергия магнитного поля катушки равна энергии электрического поля конденсатора.
Решение. Полная энергия колебательного контура равна: И'= — '" = — '", 1.1,„С У,„ 2 2 где 1, У вЂ” амплитудное значение силы тока и напряжения. В момент, когда энергия магнитного поля катушки равна энергии электрического поля конденсатора, закон сохранения энергии имеет вид 2 2 причем СУ 1.1 И' 2 2 2 Тогда в ./2 раз меньше соответствующих амплитуд У и 1 165 Вычисления: т 1,4мА 1 мА.
./2 с( = 280 У = — = 200 В. (2 Ответ: У = 1 мА; У = 200 В. 937 Катушка индуктивностью 31 мГн присоединена к плоскому конденсатору с площадью каждой пластины 20 см и 2 расстоянием между ними 1 см. Чему равна диэлектрическая проницаемость среды, заполняющей пространство между пластинами, если амплитуда силы тока в контуре 0,2 мА и амплитуда напряжения 10 В? Решение. Используем для решения этой задачи формулу, связывающую амплитудные значения напряжения н силы тока в колебательном контуре, полученную при решении задачи 985: и общую формулу для емкости плоского конденсатора с площадью пластин Я и расстоянием между ними с(: еос8 С= —.
И Тогда 121, 8 с =в Ьз Вао Вьсчисления; (2 10 А) 31. 10 Гн 2 0,01 м (10 В) (2 10 м 8,85 10 ) Ф!и = 7. Ответ: с = 7. 166 939 Заряд о на пластинах конденсатора колебательного контура изменяется с течением времени т в соответствии с уравнением д = 10 сов 10 лп Записать уравнение 1 = дт1, вы- -6 4 ражающее зависимость силы тока от времени. Найти период и частоту колебаний в контуре, амплитуду колебаний заряда и амплитуду колебаний силы тока.
Решение. Мгновенное значение силы тока 1(О = 1ип — х = -10 ла1п 10 п1. Л вЂ” 2 ° 4 оас Период колебаний Т определяется из условия 10 нТ= 2я, откуда Т=2 10 с. Частота колебаний ч связана с периодом Т соотноше- нием чТ= 1, откуда и= — =5 10 Гц. 1 з Т Амплитуда колебаний заряда д, согласно общему ви- ду уравнения гармонических колебаний заряда д = д сов 2кч1, равна 10 Кл, а амплитуду силы тока 1 можно рассчитать по формуле мгновенного значения силы тока !Я и она равна 3,14 ° 10 А. Ответ: 1 = -0,01яв1п 10 л1; Т = 0,2 мс; у = 5 кГц; 4 д = 1 мкКлр Т = 31,4 мА.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
