ГДЗ-Физика-задачник-11кл-Рымкевич-2004-www.frenglish.ru (991537), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Почему турбогенераторы, вырабатывающие ток стандартной частоты (50 Гц), имеют, как правило, одну пару полюсов, а гидрогенераторы — во много раз больше? Решение. Частота вращения вала гидротурбины зна- чительно меньше, чем у паровой турбины. 975. Допустимо ли, сняв катушку школьного трансформатора с сердечника, подавать на нее переменное напряжение, указанное на катушке? Решение. Действующее значение силы тока, протекающего в катушке, связано с действующим значением напряжения формулой При удалении сердечника индуктивность катушки уменьшится и сила тока, следовательно, возрастет.
При атом возрастет и нагрев катушки, мощность которой Р=1Л, где  — сопротивление катушки, никак не связанное с наличием или отсутствием сердечника. Ответ: недопустимо, так как катушка может перего- реть. 976. Трансформатор, содержащий в первичной обмотке 840 витков, повышает напряжение с 220 до 660 В. Каков коэффициент трансформации? Сколько витков содержится во вторичной обмотке? В какой обмотке провод имеет большую площадь поперечного сечения? Решение.
Коэффициент трансформации ! 1 1 У л ?з = — = — =— Рв С'г "г 184 Здесь бп У, и л1 — ЭДС индукции, напряжение на зажимах катушки и число ее витков. Индексы1 = 1, 2 соответствуют первичной и вторичной обмоткам трансформатора. Согласно первой из формул, коэффициент трансформации равен: 220 В 1 660 В 3 Согласно второму равенству в первой формуле, число витков во вторичной обмотке й 1/3 Поскольку преобразование напряжения в трансформаторе осуществляется без заметной потери мощности сила тока в первичной обмотке примерно втрое больше, чем во вторичной. Поэтому в первичной обмотке провод должен иметь большую площадь поперечного сечения, чтобы уменьшить сопротивление, а с ним и омический нагрев Р=1 В.
Ответ: 1/3; 2820; в первичной. 977. Чтобы узнать, сколько витков содержится в первичной и вторичной обмотках трансформатора, на вторичную катушку намотали 11 витков провода. При включении первичной обмотки в сеть напряжением 220 В вольтметр показал, что на обмотке с 11 витками напряжение равно 4,4 В, а на вторичной обмотке — 12 В. Сколько витков в первичной и вторичной обмотках? Решение. Запишем основное соотношение трансформатора для основных и дополнительной обмоток трансформатора: л 1' л В лз ьз ' пл ау 185 Здесь п,, и и Лп — число витков в первичной, вторичной и дополнительной обмотках трансформатора, У, Уз и ЛУ вЂ” соответствующие напряжения.
С помощью второй формулы находим число витков в первичной обмотке: С' л =Ля —. ли' Теперь из первой формулы можно найти число витков во вторичной обмотке: Вычисления: л =11 — =550; 4,4 В лз = 550 — = 30. 220 В Ответ: л = 550; пз = 30. 978. Понижающий трансформатор с коэффициентом трансформации, равным 10, включен в сеть напряжением 220 В. Каково напряжение на выходе трансформатора, если сопротивление вторичной обмотки 0,2 Ом, а сопротивление полезной нагрузки 2 Ом? Решение. Используя коэффициент трансформации и, найдем ЭДС, индуцируемую во вторичной обмотке: и б= —.
й ' Запишем теперь закон Ома для полной цепи вторич- ной обмотки: Б = Дг ч- В). Здесь г — сопротивление вторичной обмотки,  — сопротивление полезной нагрузки. Тогда сила тока в цепи вторичной обмотки У й(ге Л)' 186 Напряжение У, на выходе трансформатора равно падению напряжения на сопротивлении полезной нагрузки: УВ я(г е В) Вычисления: 220 В 20м в 10(0 20м + 20м) Ответ: У, = 20 В. 979.
Трансформатор включен в сеть (рис. 50). Как изменятся показания приборов при увеличении полезной нагрузки (уменьшении сопротивления В резистора)? Рис. 50 Решение. Используем для ответа на вопросы формулы, полученные в предыдущей задаче. В частности, при уменьшении сопротивления В полезной нагрузки сила тока 1 во вторичной обмотке увеличивается.
Падение напряжения У2 на резисторе В при этом уменьшается. Мощность во вторичной цепи 2 2 2 2 2 У В А'(г+ В)' увеличится, поскольку г (( Я, так что Р (У! 2) В 187 Следовательно, увеличится и сила тока 1, в первич- ной обмотке, так как !!А = с' г!г а напряжение !! = сопзг, так как оно задается сетью. Ответ: 1 — увеличится; У вЂ” уменьшится; 1„— уве- личится; !! — практически не изменится.
980. Вторичная обмотка трансформатора, имеющая 99 витков, пронизывается магнитным потоком, изменяющимся со временем по закону Ф = 0,01 е1п 100лк Написать формулу, выражающую зависимость ЭДС во вторичной обмотке от времени, и найти действующее значение втой ЭДС. Решение. Согласно закону электромагнитной индук- ции, ЭДС во вторичной обмотке где Ж вЂ” число витков обмотки.
Вычисления: 6 = 99п соз 100пг = 311 соз 100пг. Действующее значение ЭДС 6д = 311 В/./2 = 220 В Ответ: 6 = 311 соз 100нг; 6„м 220 В. глдвд х|п Электромагнитные волны 45. Электромагнитные волны и скорость их распространения. Энергия электромагнитной волны. Плотность потока излучения. Радиолокация 982 Система отсчета (см. условие задачи 981) движется со скоростью, большей скорости движения электронов в пучке. Что можно сказать о направлении линий индукции поля? Ответ: направление линий индукции сменится на противоположное, так как в новой системе отсчета скорость пучка, а следовательно, и его ток, изменяет направление на противоположное.
983. Можно ли выбрать такую систему отсчета, в которой магнитная индукция поля прямого проводника с током была бы равна нулю? Что можно сказать о направлении линий индукции, если система отсчета движется со скоростью, большей скорости упорядоченного движения электронов в проводнике? Ответ: нельзя. Ток в данном случае возникает из-за конечной скорости электронов относительно положительных ионов решетки.
Обратить в нуль относительную скорость движения двух объектов с помощью перехода в другую систему отсчета нельзя. В частности, если система отсчета будет двигаться со скоростью 189 упорядоченного движения электронов, то положительные ионы решетки будут двигаться со скоростью системы отсчета в противоположном направлении. Направление линий индукции останется прежним, так как результирующая (относительная) скорость электронов и ионов решетки останется неизменной. 984. почему при приеме радиопередач на средних и длин- ных волнах с приближением грозы появляются помехи? Ответ: при грозовом разряде возбуждаются в основном средние и длинные волны. Характерная длина волны связана с размерами резонатора (в данном случае — искрового промежутка молнии) и таким образом вряд ли может быть меньше 100 м (нижняя граница диапазона средних волн).
986. Радиостанция ведет передачу на частоте 75 МГц (УКВ). Найти длину волны. Решение. Длина радиоволны 1 связана с ее частотой соотношением с т Вычисления: 3 10 м/с а 75 10 Гц Ответ: 1 = 4 м. 987. В радиоприемнике один из коротковолновых диапазонов может принимать передачи, длина волны которых 24— 26 и. Найти частотный диапазон. Решение. Из формулы предыдущей задачи находим с 1 190 Вычисления: з 3 ' 10 м/с 11 5 . 10еГ 26 м 3 ° 10 м/с 12 5 ° 10е Гц. 24 м Ответ: 11,5 — 12,5 МГц.
988. ручной настройкой радиоприемника мы изменяем рабочую площадь пластин воздушного конденсатора переменной емкости в приемном колебательном контуре. Как изменяется рабочая площадь пластин при переходе на прием станции, ведущей передачу на более длинных волнах? Ответ: согласно формуле Х = с/у, связывающей длину радиоволны Х с ее частотой у, при увеличении длины волны частота ее уменьшается. С другой стороны, собственная частота колебательного контура (приемника), которую нужно совместить с частотой волны, определяется формулой 1 уо 2л./ХС где Ь и С вЂ” индуктивность и емкость контура соответственно.
Следовательно, для уменьшения частоты емкость конденсатора в контуре нужно увеличивать. В свою очередь, емкость конденсатора пропорциональна его площади Я (С = аоеЯ/д — для плоского конденсатора). Следовательно, при настройке приемника на более длинные волны рабочая площадь пластин конденсатора увеличивается. 989 Катушка приемного контура радиоприемника имеет индуктивность 1 мкГн. Какова емкость конденсатора, если идет прием станции, работающей на длине волны 1000 и? 191 Решение. Частота приема Она должна быть равна собственной частоте уо коле- бательного контура приемника: у = уо = 1 2я,/ХС Из этих формул следует выражение для емкости кон- денсатора: Вычисления: 12 1000 м 1 0 28 10-е ср ~6,28 .
3 10 мУс 10 Гн Ответ: С = 0,28 мкФ. 991 Сила тока в открытом колебательном контуре изменяется в зависимости от времени по закону:! = 0,1 сов 6 10 хп 5 Найти длину излучаемой волны. Решение. Как следует из вида зависимости силы тока от времени, частота излучателя ч= и ° 10 Гц. Следовательно, длина волны с 3.10 и/с 0з в 3 14 10 Гц Ответ: Х = 1 км. 992. Сколько колебаний происходит в электромагнитной волне с длиной волны 300 м за время, равное периоду звуковых колебаний с частотой 2000 Гц? 192 Решение. Период электромагнитной волны Т,= — ', где Х, — длина электромагнитной волны. Период звуковой волны Т, = 1/т„ где ч, — частота звуковых колебаний.
Из этих формул находим число электромагнитных колебаний за период звукового колебания з 7 с йг = — = —. Т Л т Вычисления: в 3 10 и/с 300 300 м . 2000 Гц Ответ: М = 500. 993. Наименьшее расстояние от Земли до Сатурна 1,2 Тм. Через какой минимальный промежуток времени может быть получена ответная информация с космического корабля, находящегося в районе Сатурна, на радиосигнал, посланный с Земли? Решение. Время задержки ответного сигнала 23 с= —, с где Ь вЂ” расстояние от Земли до Сатурна.
Вычисления: т= ', м =0,8 10 с=2ч13мин20с. 2,4 10 м 4 3 10 мгс Ответ: т = 2 ч 13 мин 20 с. 193 7 г;, !» !в, !! 995 На каком расстоянии от антенны радиолокатора находится обьект, если отраженный от него радиосигнал возвратился обратно через 200 мкс? Решение.
Из формулы т = 2Ь/с находим расстояние до объекта: тс 2 Вычисления: Ь = 2 10 ' с 3 . 10' м/с = 3 . 104 2 Ответ: Ь = 30 км. 996. На расстоянии 300 и от Останкинской телевизионной башни плотность потока излучения максимальна и равна 40 мВт/м . Какова плотность потока излучения на расстоянии 2 уверенного приема, равном 120 км? Решение. Если считать излучатель телевизионной башни точечным, то плотность потока излучения обратно пропорциональна квадрату расстояния от излучателя. Следовательно, искомая плотность потока излучения на расстоянии В от источника где Во — расстояние, на котором 1 = 1о. Вьгчисленияг 1=4 10 Вт/м .
( ч 12 10 м? = 0,25 10 Вт/м . Ответ: 1 = 0,25 мкВт/м . 2 194 997. Плотность энергии электромагнитной волны равна 4 10 Дж/м . Найти плотность потока излучения. з Решение. Плотность потока излучения 1 связана с плотностью энергии в электромагнитной волны соотношением 1= вс. Вычисления: 1 = 4 . 10 Дж/м 3 10 м/с = 1210 Вт/м . Ответ: 1 = 12 мВт/м . 98. Плотность патока излучения равна 6 мВт/м .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
