Контрольная работа по "Физике"

Федеральное агентство связи

Сибирский Государственный Университет Телекоммуникаций и Информатики

Межрегиональный центр переподготовки специалистов

Контрольная работа №2

По дисциплине: Физика

Выполнил:

Группа:

Вариант:  шестой

                                                          Проверил:

Новосибирск, 2010 г.

1.      (366.) Аккумулятор с ЭДС = 12 В заряжается от сети постоянного тока с напряжением U = 15 В. Определить напряжение на клеммах аккумулятора, если его внутреннее сопротивление Ri= 10 Ом.

Решение:

                   ЭДС=12 В,  Ri= 10 Ом

                            +               -

                              15 B

                            +           -

    Так как, по условию задачи, внутренним сопротивлением источника и сопротивлением цепи пренебрегаем, то напряжение на клеммах аккумулятора будет равно напряжению источника питания.

     Так как источник питания и аккумулятор включены встречно, то по закону Ома

Задача зачтена.

2.      (376.) Условие: За время t = 10 с, при равномерно возрастающей силе тока от нуля до некоторого максимума, в проводнике выделилось количество теплоты Q = 40 кДж. Определить среднюю силу тока <I> в проводнике, если его сопротивление R = 25 Ом.

Решение:

Средняя сила тока: , где q – заряд, - промежуток времени.

Найдём . Так как ток возрастает равномерно, то I=kt. k – коэффициент пропорциональности. Приравняем правые части уравнения: .  →

найдём из ф-лы кол-ва теплоты выделившейся в проводнике:

(2)

Подставим ф-лу (2) в ф-лу (1):

Ответ: 10,95 А

Задача зачтена.

3.      (406.) Условие: По двум бесконечно длинным проводам, скрещенным под прямым углом, текут токи I1 и I2=2I1 (I1 = 100 А). Определить магнитную индукцию В в точке A, равноудаленной от проводов на расстояние d=10см

Решение:

I1 = 100 А  I2 = 200 А

Магнитная индукция в векторной форме 

В скалярной     (1) 

  Подставим ф-лу (2) и (3) в ф-лу (1)

Ответ:

Задача зачтена.

4.      (416.) Условие: Шины генератора длиной l=4м находятся на расстоянии d=10cм друг от друга. Найти силу взаимного отталкивания шин при коротком замыкании, если ток IК3 короткого замыкания равен 5 кА.   

Решение:

Сила отталкивания:

                               Y   

                                         х                                     X  

Место для формулы.

Ответ:

Задача зачтена.

5.      (436.) Условие: Электрон влетел в однородное магнитное поле (В = 200 мТл) перпендикулярно линиям магнитной индукции. Определить силу эквивалентного кругового тока Iэкв создаваемого движением электрона в магнитном поле.

Решение:

                                                         I

                                e

                                                     R

Сила эквивалентного кругового тока: , (1) где

При движении электрона в магнитном поле на него действует сила: .(2)

Модуль вектора определяется выражением: в нашем случае . Следовательно

По второму закону Ньютона: (3), масса электрона

  Приравняем правые части уравнений (2) и (3):    (4)

  Период вращения электрона: , подставим сюда выражение (4) (5)

  Подставим (5) в (1)

Ответ:

Задача зачтена.

6.      (446.)Условие: Однозарядный ион лития массой m = 7 а.е.м. прошел ускоряющую разность потенциалов U=300 В и влетел в скрещенные под прямым углом однородные магнитное и электрическое поля. Определить магнитную индукцию В поля, если траектория иона в скрещенных полях прямолинейна. Напряженность Е электрического поля равна 2 кВ/м.

Решение:

                                                             Z

                                                             В              

                                                                                                 Y

                                                              v

                                               X

  Так как траектория иона в полях прямолинейна, то результирующая сил Лоренца и Кулона равна нулю.

В проекции на ось 0Y:

  Приравняем правые части ур-й (2) и (3):

  Найдём скорость иона, которую он получил в процессе ускорения:

  Подставим ф-лу (5) в ф-лу  (4):

0.022 Тл

Ответ: 0.022 Тл

Задача зачтена.

7.      (456.) Условие: Плоский контур с током I=5 А свободно установился в однородном магнитном поле (B = 0,4Тл). Площадь контура S = 200 см2. Поддерживая ток в контуре неизменным, его повернули относительно оси, лежащей в плоскости контура, на угол α=40°. Определить совершенную при этом работу А.

Решение:

  Так как контур свободно установилась в магнитном поле, то вектор магнитной индукции сонаправлен с вектором нормали к плоскости рамки. Значит, магнитный поток пронизывающий контур максимален: (1)

  После поворота контура магнитный поток сквозь контур: (2)

  Работа, совершённая магнитным полем при повороте контура: (3)

  Работа внешних сил при повороте контура: . Подставим ф-лы (1) и (2) в ф-лу (3): 

Ответ: 7.6۰Дж.

Задача зачтена.

8.      (466.) Условие: Проволочный виток диаметром D = 5 cм и сопротивлением R = 0,02 Ом находится в однородном магнитном поле (В = 0,З Тл). Плоскость витка составляет угол φ=40° с линиями индукции. Какой заряд Q протечет по витку при выключении магнитного поля?

Решение:

Начальный магнитный поток через виток: , конечный магнитный поток: . Площадь витка     r=0.5D=0.025 м.

  Изменение магнитного потока:

  (2)

(3) приравняем правые части формул (2) и (3)

Ответ:    

Задача зачтена.

Используемая литература:

1.      Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики: Учеб. пособие для втузов..- М.: Высш. шк., 2000. - 718 с.

2.      Савельев И.В. Курс общей физики: Учеб. пособие для втузов: В 5-ти кн. – 4-е изд. перераб. - М.: Наука; : Физматлит.2000. - 368 с.