Lādēta daļiņa ar masu m ir nesējs. Eksāmenu risinājumi

1. iespēja

A1. Kas izskaidro divu paralēlu līdzstrāvas vadītāju mijiedarbību?

1. elektrisko lādiņu mijiedarbība;
2. viena vadītāja elektriskā lauka darbība ar strāvu uz strāvu citā vadītājā;
3. viena vadītāja magnētiskā lauka ietekme uz strāvu otrā vadītājā.

A2. Kādu daļiņu ietekmē magnētiskais lauks?

1. uz kustīga uzlādes;
2. uz kustīga neuzlādēta;
3. uz atpūtas uzlādēts;
4. uz atpūšas neuzlādētu.

A4. Taisns vadītājs 10 cm garumā atrodas vienmērīgā magnētiskajā laukā ar indukciju 4 T un atrodas 30 leņķī 0 uz magnētiskās indukcijas vektoru. Kāds spēks iedarbojas uz vadītāju no magnētiskā lauka puses, ja strāva vadītājā ir 3 A?

1. 1,2 H; 2) 0,6 N; 3) 2,4 N.

A6. Elektromagnētiskā indukcija ir:

1. parādība, kas raksturo magnētiskā lauka ietekmi uz kustīgu lādiņu;
2. elektriskās strāvas parādīšanās slēgtā ķēdē, mainoties magnētiskajai plūsmai;
3. parādība, kas raksturo magnētiskā lauka ietekmi uz vadītāju ar strāvu.

A7. Bērni šūpojas šūpolēs. Kāda veida vibrācija ir šī?

1. brīvas 2. piespiedu 3. pašsvārstības

A8. Ķermenis ar masu m uz vītnes ar garumu l svārstās ar periodu T. Kāds būs ķermeņa masas m / 2 svārstību periods uz vītnes ar garumu l / 2?

1. ½ T 2. T 3,4 T 4. ¼ T

A9. Skaņas ātrums ūdenī ir 1470 m/s. Kāds ir skaņas viļņa garums ar periodu 0,01 s?

1,147 km 2,147 cm 3,14,7 m 4,147 m

A10 ... Kā sauc svārstību skaitu 2πs?

1. biežums 2. Periods 3. Fāze 4. Cikliskā frekvence

A11. Puisis dzirdēja atbalsi 10 sekundes pēc lielgabala šāviena. Skaņas ātrums gaisā ir 340 m/s. Cik tālu ir šķērslis no zēna?

A12. Nosakiet brīvo periodu elektromagnētiskie viļņi, ja oscilējošā ķēde satur spoli ar induktivitāti 1 μH un kondensatoru ar jaudu 36 pF.

1,40 ns 2,3 * 10–18 s 3,368 * 10–8 s 4,37,68 * 10–18 s

A13. Vienkāršākā svārstību sistēma, kas satur kondensatoru un induktors, tiek saukta ...

1. pašoscilējošā sistēma 2. oscilējošā sistēma

3. Svārstību ķēde 4. Oscilācijas instalācija

A14. Kā un kāpēc mainās pusvadītāju elektriskā pretestība, palielinoties temperatūrai?

1. Samazinās, palielinoties elektronu kustības ātrumam.

2. Palielinās kristāla režģa pozitīvo jonu svārstību amplitūdas palielināšanās dēļ.

3. Samazinās, palielinoties elektriskā lādiņa brīvo nesēju koncentrācijai.

4. Palielinās elektriskā lādiņa brīvo nesēju koncentrācijas palielināšanās dēļ.

1.

VĒRTĪBAS		VIENĪBAS
	induktivitāte		tesla (T)
	magnētiskā plūsma		Henrijs (Gn)
	magnētiskā indukcija		Vēbers (wb)
			volts (V)

2. Daļiņa ar masu m pārnēsāšanas lādiņš q B apļa rādiusā R ar ātrumu v ... Kas notiek ar orbītas rādiusu, apgriezienu periodu un daļiņas kinētisko enerģiju, palielinoties kustības ātrumam?

C1. Spolē ar induktivitāti 0,4 H radās pašindukcijas EML, kas vienāds ar 20 V. Aprēķināt spoles magnētiskā lauka strāvas stipruma un enerģijas izmaiņas, ja tas notika 0,2 s.

2. iespēja

A1. Magnētiskās adatas griešanās pie vadītāja ar strāvu izskaidrojama ar to, ka uz to iedarbojas:

1. magnētiskais lauks, ko rada lādiņi, kas pārvietojas vadītājā;
2. elektriskais lauks, ko rada vadītāja lādiņi;
3. elektriskais lauks, ko rada vadītāja kustīgie lādiņi.

A2.

1. tikai elektriskais lauks;
2. tikai magnētiskais lauks.

A4. 5 cm garš taisns vadītājs atrodas vienmērīgā magnētiskajā laukā ar indukciju 5 T un atrodas 30 leņķī. 0 uz magnētiskās indukcijas vektoru. Kāds spēks iedarbojas uz vadītāju no magnētiskā lauka puses, ja strāva vadītājā ir 2 A?

1. 0,25 N; 2) 0,5 N; 3) 1,5 N.

A6. Lorenca spēks darbojas

1. uz neuzlādētu daļiņu magnētiskajā laukā;
2. uz uzlādētas daļiņas miera stāvoklī magnētiskajā laukā;
3. uz uzlādētas daļiņas, kas pārvietojas pa lauka magnētiskās indukcijas līnijām.

A7. Uz kvadrātveida rāmja ar laukumu 2 m 2 pie strāvas 2 A tiek piemērots maksimālais griezes moments 4 N ∙ m. Kāda ir magnētiskā lauka indukcija pētāmajā telpā?

1. T; 2) 2 T; 3) 3T.

A8. Kādas svārstības tiek novērotas, kad svārsts šūpojas pulkstenī?

1. brīvs 2. piespiedu

A9. Skaņas ātrums gaisā ir 330 m/s. Kāda ir skaņas vibrāciju frekvence, ja viļņa garums ir 33 cm?

1,1000Hz 2,100Hz 3,10Hz 4,10000Hz 5,1Hz

A10 Noteikt brīvo elektromagnētisko svārstību periodu, ja svārstību ķēdē ir kondensators ar jaudu 1 μF un spole ar induktivitāti 36H.

1,4 * 10 -8 s 2,4 * 10 -18 s 3,368 * 10 -8 s 4,37,68 * 10 -3 s

A11 ... Nosakiet emitēto viļņu frekvenci sistēmā, kas satur spoli ar induktivitāti 9H un kondensatoru ar elektrisko jaudu 4F.

1,72πHz 2,12πHz 3,36Hz 4,6Hz 5,1/12πHz

A12. Kuru no gaismas viļņa īpašībām izmanto, lai noteiktu tā krāsu?

1.viļņa garums 2.frekvence

3. Fāzē 4. Amplitūdā

A13. Nepārtrauktas svārstības, kas rodas sistēmas iekšpusē esošā enerģijas avota dēļ, sauc par ...

1. brīvs 2. piespiedu

3. Pašsvārstības 4. Elastīgās svārstības

A14. Tīrs ūdens ir dielektriķis. Kāpēc NaCl sāls ūdens šķīdums ir vadītājs?

1. Sāls ūdenī sadalās lādētos Na jonos+ un Cl -.

2. Pēc sāls izšķīšanas NaCl molekulas pārnes lādiņu

3. Šķīdumā elektroni tiek atdalīti no NaCl molekulas un pārnes lādiņu.

4. Mijiedarbojoties ar sāli, ūdens molekulas sadalās ūdeņraža un skābekļa jonos

1. Izveidojiet atbilstību starp fiziskajām

VĒRTĪBAS		VIENĪBAS
	Spēks, kas iedarbojas uz vadītāju ar strāvu no magnētiskā lauka puses
	Magnētiskā lauka enerģija
	Spēks, kas iedarbojas uz elektrisko lādiņu, kas kustas magnētiskajā laukā.

Pārvietojas vienmērīgā magnētiskajā laukā ar indukciju B apļa rādiusā R ar ātrumu v. Kas notiek ar daļiņas orbītas rādiusu, orbītas periodu un kinētisko enerģiju, kad daļiņas lādiņš palielinās?

Katrai pirmās kolonnas pozīcijai atlasiet atbilstošo otrās ailes pozīciju un pierakstiet atlasītos ciparus tabulā zem atbilstošajiem burtiem

C1. Kādā leņķī pret magnētiskā lauka spēka līnijām ar indukciju 0,5 T jāpārvietojas vara vadītājam ar šķērsgriezumu 0,85 mm 2 un pretestība 0,04 omi, lai ar ātrumu 0,5 m / s tā galos tiktu ierosināts indukcijas EMF, kas vienāds ar 0,35 V? (vara pretestība ρ = 0,017 omi ∙ mm 2/m)

3. iespēja

A1. Tiek izveidoti magnētiskie lauki:

1. gan stacionāri, gan kustīgi elektriskie lādiņi;
2. stacionāri elektriskie lādiņi;
3. kustīgie elektriskie lādiņi.

A2. Magnētiskais lauks ietekmē:

1. tikai miera stāvoklī esošiem elektriskiem lādiņiem;
2. tikai elektrisko lādiņu pārvietošanai;
3. gan kustīgi, gan miera stāvoklī esošie elektriskie lādiņi.

A4. Kāds spēks iedarbojas no vienmērīga magnētiskā lauka ar 30 mT indukciju uz 50 cm garu taisnvirziena vadītāju laukā, caur kuru plūst 12 A strāva? Vads veido taisnu leņķi ar lauka magnētiskās indukcijas vektora virzienu.

1. 18 H; 2) 1,8 N; 3) 0,18 N; 4) 0,018 N.

A6. Ko nosaka četri izstiepti kreisās rokas pirksti

Amperu spēki

1. lauka indukcijas spēka virziens;
2. strāvas virziens;
3. ampēra spēka virziens.

A7. Magnētiskais lauks ar indukciju 10 mT iedarbojas uz vadītāju, kurā strāvas stiprums ir 50 A, ar stiprumu 50 mN. Atrodiet vadītāja garumu, ja lauka un strāvas indukcijas līnijas ir savstarpēji perpendikulāras.

1. 1 m; 2) 0,1 m; 3) 0,01 m; 4) 0,001 m.

A8. Lustra šūpojas pēc viena piespiešanas. Kāda veida vibrācija tā ir?

1. brīvas 2 piespiedu 3. Pašsvārstības 4. Elastīgās svārstības

A9 .Ķermenis ar masu m uz vītnes, kura garums ir l, vibrē ar periodu T. Kāds būs ķermeņa, kura masa ir 2m, svārstību periods uz vītnes, kura garums ir 2l?

1,½ T 2. 2T 3. 4T 4. ¼ T 5. T

A10 ... Skaņas ātrums gaisā ir 330 m/s. Kāds ir gaismas viļņa garums ar frekvenci 100 Hz?

1,33km 2,33cm 3,3m 4,3m

A11. Kāda ir rezonanses frekvence ν 0 spoles ķēdē ar induktivitāti 4Gn un kondensatoru ar elektrisko jaudu 9F?

1,72πHz 2,12πHz 3,1/12πHz 4,6Hz

A12 ... Zēns dzirdēja pērkonu 5s pēc zibens uzliesmojuma. Skaņas ātrums gaisā ir 340 m/s. Cik tālu no zēna pazibēja zibens?

A. 1700m B. 850m H. 136m D. 68m

A13. Nosakiet brīvo elektromagnētisko svārstību periodu, ja svārstību ķēdē ir spole ar induktivitāti 4 μH un kondensators ar jaudu 9 pF.

A14. Kāda veida vadītspēja ir pusvadītāju materiāliem ar donoru piemaisījumiem?

1. Pārsvarā elektroniski. 2. Pārsvarā perforēts.

3. Vienlīdzīgi elektrons un caurums. 4. Jonisks.

1. Izveidojiet atbilstību starp fiziskajāmlielumus un to mērvienības

VĒRTĪBAS		VIENĪBAS
	strāvas stiprums		Vēbers (wb)
	magnētiskā plūsma		ampērs (A)
	EML indukcija		tesla (T)
			volts (V)

2. Daļiņa ar masu m, kas nes lādiņu q , pārvietojas vienmērīgā magnētiskajā laukā ar indukciju B apļa rādiusā R ar ātrumu v. Kas notiek ar daļiņas orbītas rādiusu, orbītas periodu un kinētisko enerģiju, palielinoties magnētiskajai indukcijai?

Katrai pirmās kolonnas pozīcijai atlasiet atbilstošo otrās ailes pozīciju un pierakstiet atlasītos ciparus tabulā zem atbilstošajiem burtiem

C1. Spolē, kas sastāv no 75 apgriezieniem, magnētiskā plūsma ir 4,8 ∙ 10-3 Wb. Cik ilgi šai plūsmai vajadzētu izzust, lai spolē parādītos vidējais indukcijas EMF 0,74 V?

4. iespēja

A1. Kas ir novērots Orsteda pieredzē?

1. vadītājs ar strāvu iedarbojas uz elektriskajiem lādiņiem;
2. magnētiskā adata griežas strāvas vadītāja tuvumā;
3. magnētiskā adata pagriež uzlādētu vadītāju

A2. Kustīgs elektriskais lādiņš rada:

1. tikai elektriskais lauks;
2. gan elektriskais lauks, gan magnētiskais lauks;
3. tikai magnētiskais lauks.

A4. Vienmērīgā magnētiskajā laukā ar indukciju 0,82 T 1,28 m garais vadītājs ir perpendikulārs magnētiskās indukcijas līnijām.Noteicošais ir spēks, kas iedarbojas uz vadītāju, ja tajā strāva ir 18 A.

1) 18,89 N; 2) 188,9 N; 3) 1,899H; 4) 0,1889 N.

A6. Indukcijas strāva rodas jebkurā slēgtā vadošā lokā, ja:

1. Kontūra atrodas vienmērīgā magnētiskajā laukā;
2. Kontūra pārvietojas translatīvi vienmērīgā magnētiskajā laukā;
3. Magnētiskā plūsma, kas caurstrāvo ķēdi, mainās.

A7. Uz taisna vadītāja 0,5 m garumā, kas atrodas perpendikulāri lauka lauka līnijām ar indukciju 0,02 T, iedarbojas spēks 0,15 N. Atrodiet caur vadītāju plūstošo strāvu.

1) 0,15 A; 2) 1,5 A; 3) 15 A; 4) 150 A.

A8 ... Kāda veida vibrācija tiek novērota, kad uz vītnes piekārta slodze novirzās no līdzsvara stāvokļa?

1. brīvs 2. spiests

3. Pašsvārstības 4. Elastīgās svārstības

A9. Nosakiet sistēmas izstaroto viļņu frekvenci, ja tajā ir 9H spole un 4F kondensators.

1,72πHz 2,12πHz

3,6 Hz 4,1 / 12 πHz

A10. Nosakiet, uz kādu frekvenci jums ir nepieciešams noregulēt svārstību ķēdi, kas satur spoli ar induktivitāti 4 μH un kondensatoru ar jaudu 9 Pf.

1,4 * 10 -8 s 2,3 * 10 -18 s 3,368 * 10 -8 s 4,37,68 * 10 -18 s

A11. Nosakiet periodu dabiskās vibrācijasķēde, ja tā ir noregulēta uz 500 kHz frekvenci.

1,1 ms 2,1 s 3,2 ms 4,2 s

A12. Zēns dzirdēja pērkonu 2,5 sekundes pēc zibens uzliesmojuma. Skaņas ātrums gaisā ir 340 m/s. Cik tālu no zēna pazibēja zibens?

1,1700 m 2. 850 m 3. 136 m 4,68 m

A13. Svārstību skaitu laika vienībā sauc par ..

1.frekvence 2.periods 3.fāze 4. Cikliskā frekvence

A14. Kā un kāpēc mainās metālu elektriskā pretestība, palielinoties temperatūrai?

1. Palielinās elektronu kustības ātruma palielināšanās dēļ.

2. Samazinās, palielinoties elektronu kustības ātrumam.

3. Palielinās kristāla režģa pozitīvo jonu svārstību amplitūdas palielināšanās dēļ.

4. Samazinās kristāla režģa pozitīvo jonu svārstību amplitūdas palielināšanās dēļ.

1. Izveidojiet atbilstību starp fiziskajāmlielumus un formulas, pēc kurām šos lielumus nosaka

VĒRTĪBAS		VIENĪBAS
	Indukcijas EMF kustīgos vadītājos
	spēks, kas iedarbojas uz elektrisko lādiņu, kas kustas magnētiskajā laukā
	magnētiskā plūsma

2. Daļiņa ar masu m, kas nes lādiņu q , pārvietojas vienmērīgā magnētiskajā laukā ar indukciju B apļa rādiusā R ar ātrumu v U. Kas notiks ar daļiņas orbītas rādiusu, orbītas periodu un kinētisko enerģiju, kad daļiņas masa samazinās?

Katrai pirmās kolonnas pozīcijai atlasiet atbilstošo otrās ailes pozīciju un pierakstiet atlasītos ciparus tabulā zem atbilstošajiem burtiem

C1. Spole ar diametru 4 cm tiek ievietota mainīgā magnētiskajā laukā, spēka līnijas kas ir paralēli spoles asij. Kad lauka indukcija mainās par 1 T 6,28 s, spolē parādās EMF 2 V. Cik apgriezienu ir spolei?

Piemērs ... Daļiņa ar masu m, kas nes lādiņu q, ielido viendabīgā magnētiskajā laukā perpendikulāri vektora līnijām V(10. att.). Nosakiet lādētās daļiņas apļa rādiusu, periodu un apļveida frekvenci.

Risinājums ... Lorenca spēka magnētiskā sastāvdaļa saliek daļiņas trajektoriju, bet neizņem to no plaknes, kas ir perpendikulāra laukam. Ātruma absolūtā vērtība nemainās, spēks paliek nemainīgs, tāpēc daļiņa pārvietojas pa apli. Lorenca spēka magnētiskās sastāvdaļas pielīdzināšana centrbēdzes spēkam

daļiņas rādiusam iegūstam vienādību

Daļiņu orbitālais periods

. (3.3.3)

Apļveida frekvence ω ir daļiņas rotācija, tas ir, apgriezienu skaits 2π sekundēs,

(3.3.3 ΄).

Atbilde : R = mv/(qB); ω = qB/m; noteikta veida daļiņām periods un frekvence ir atkarīgi tikai no magnētiskā lauka indukcijas.

Apsveriet daļiņas kustību, kas pārvietojas leņķī< 90° к направлению линий вектора V(11. att.). Nosakiet spirāles pagrieziena soli h. Ātrums v ir divas sastāvdaļas, no kurām viena v çç = v cosβ ir paralēla V, otrs v ^ = v sin β - perpendikulāri magnētiskās indukcijas līnijām V.

Kad daļiņa pārvietojas pa līnijām V spēka magnētiskā sastāvdaļa ir vienāda ar nulli, tāpēc daļiņa pārvietojas pa lauku vienmērīgi ar ātrumu

v çç = v cosβ.

Spirālveida pagrieziena solis

h = v çç T = v T cosβ.

Aizvietojot T izteiksmi no formulas (1.3.3), mēs iegūstam:

(3.3.4)

Uz vadītāja elementa ar strāvas Id l Ampera spēks darbojas magnētiskajā laukā.

vai skalārā formā

dF = I dl B sinα, (3.3.5.)

kur α ir leņķis starp vadītāja elementu un magnētisko indukciju.

Ierobežota garuma vadītājam jāņem integrālis:

F= I ∫. (3.3.6.)

Ampēra spēka virzienu, tāpat kā Lorenca spēku (skatīt iepriekš), nosaka kreisās puses noteikums. Bet ņemot vērā to, ka četri pirksti ir vērsti pa straumi.

Piemērs ... Vienmērīgā magnētiskajā laukā novietots pusloka formas vadītājs ar rādiusu R = 5 cm (12. att.), kura spēka līnijas ir vērstas prom no mums (attēlotas ar krustiņiem). Atrodiet spēku, kas iedarbojas uz vadītāju, ja caur vadītāju plūstošā strāva ir I = 2 A un magnētiskā lauka indukcija ir B = 1 μT.

Risinājums ... Izmantosim formulu (3.3.6.), ņemot vērā, ka zem integrāļa atrodas vektora reizinājums un līdz ar to, galu galā, vektora daudzums. Ir ērti atrast vektoru summu, projicējot vektorus - terminus uz koordinātu asīm un saskaitot to projekcijas. Tāpēc, atrisinot problēmu skalārā formā, integrāli var attēlot kā integrāļu summu:

F = ∫ dF i, F = ∫ dF x + ∫ dF y.

Izmantojot kreisās puses likumu, atrodam spēka vektorus d F iedarbojoties uz katru vadītāja elementu (12. att.).

Pirmais integrālis labajā pusē ir vienāds ar nulli, jo projekciju summa d F ir vienāds ar nulli, kā izriet no attēla: attēla simetrijas dēļ katra pozitīvā projekcija atbilst negatīvai ar tādu pašu vērtību. Tad nepieciešamais spēks ir vienāds tikai ar otro integrāli

F = ∫ dF у = ∫ dF cosβ,

kur β ir leņķis starp vektoriem d F un asi ОΥ, un vadītāja garuma elementu var attēlot kā dl = R cos β. Tā kā leņķi mēra no OΥ ass pa kreisi un pa labi, integrācijas robežas būs vērtības - 90 0 un 90 0. Aizstājot dl ar dF un atrisinot otro integrāli, iegūstam

F =

Skaitliskais aprēķins dod: F = 2 · 2 A · 10 -6 T · 0,05 m = 2 · 10 -7 N.

Atbilde: F = 2 · 10 -7 N.

Ampera likums dod izteiksmi spēkam, ar kādu divi bezgala gari paralēli viens otram vadītājs ar strāvām atrodas attālumā b viens no otra:

(3.3.7)

Var parādīt, ka vadi, kuru strāvas plūst vienā virzienā, tiek piesaistīti un atgrūsti strāvu pretparalēlā virziena gadījumā.

Uz rāmja ( ķēde) ar strāvu magnētiskajā laukā iedarbojas spēki. Kuri cenšas to pārvērst šādi. Uz magnētisko momentu R m no rāmja sakrita ar magnētiskās indukcijas virzienu. Šajā gadījumā griezes moments M iedarbojoties uz ķēdi ar laukumu S ar strāvu I ir vienāda ar

M = I S B sinα, (3.3.8.)

kur α ir leņķis starp magnētisko indukciju un rāmja normālu. Vektora formā

M = [ P m, B].

Pozīcija, kurā leņķis α = 0 0. tiek saukti stabils līdzsvars, un pozīcija ar α = 180 0 - nestabils līdzsvars.

Magnētiskā lauka elementārs darbs, kad rāmis tiek pagriezts leņķī α

13. variants

C1. Elektriskā ķēde sastāv no virknē savienota galvaniskā elementa ε, spuldzes un induktora L. Aprakstiet parādības, kas rodas, atverot atslēgu.

1. Elektromagnētiskās indukcijas parādība
visos izmaiņu gadījumos
magnētiskā plūsma caur ķēdi.
Jo īpaši var radīt EML indukcija
izmaiņas pašā kontūrā mainot
strāvas daudzums tajā, kas noved pie
papildu strāvu parādīšanās. Šis	Rīsi. 13.1.1. Pašindukcijas parādība
parādību sauca par pašindukciju
un papildus rodas strāvas
sauc par ārstrāvām vai strāvām
pašindukcija.
2. Izpētīt pašindukcijas fenomenu
principā to var izdarīt uzstādīšanas laikā
kuras shēma ir parādīta attēlā.
13.12. Spole L ar lielu skaitu vit-
kov, caur reostatu r un slēdzi k
ir savienoti ar EMF ε avotu. Pirms-
Turklāt meitene
vanometrs G. Kad ir īssavienojums
slēdzis punktā A, strāva sazarosies,
un plūdīs strāva ar vērtību i
caur spoli, un strāva i1 caur cinkotu	Rīsi. 13.1.2. Pašindukcija

metrs. Ja pēc tam slēdzi atver, tad, kad spolē pazūd magnētiskā plūsma, parādīsies papildu atvēršanas strāva I.

ψ = Li,

	εsi = -				(Li) = - L

dL dt = dL di dtdi.

ε si = - L + dL di.

ε si = - L dt di.

10. Kad ķēdē tiek pieslēgta strāva 13.1.3. attēlā redzamajai ķēdei, strāvas vērtība uz noteiktu laiku palielināsies no nulles līdz nominālvērtībai pašindukcijas fenomena dēļ. Izplūstošās ārpusstrāvas saskaņā ar Lenca likumu vienmēr ir vērstas pretēji, t.i. tie traucē cēloni, kas tos izraisa. Tie novērš pieaugumu

kādu laiku.

ε + εsi = iR,

L dt di + iR = ε.

Ldi = (ε - iR) dt,
						(ε — iR)
un integrējiet, pieņemot, ka L ir konstante:
		L∫			= ∫ dt,
			ε −iR
		ln (ε - iR)		T + konst.

i (t) = R ε - cons te - RL t.

const = R ε.

i (t) =
			- eR.

16. No vienādojuma jo īpaši izriet, ka, atverot atslēgu (13.1.1. att.), strāva samazināsies eksponenciāli. Pirmajos mirkļos pēc ķēdes atvēršanas indukcijas EML un pašindukcijas EML summējas un radīs īslaicīgu strāvas stipruma pieaugumu, t.i. spuldze uz īsu brīdi palielinās savu spilgtumu (13.1.4. att.).

Rīsi. 13.1.4. Strāvas atkarība no laika ķēdē ar induktivitāti

C2. Slēpotājs ar masu m = 60 kg startē no miera stāvokļa no tramplīna ar augstumu H = 40 m, pacelšanās brīdī viņa ātrums ir horizontāls. Pārvietojoties pa tramplīnu, berzes spēks veica darbu AT = 5,25 kJ. Nosakiet slēpotāja lidojuma attālumu horizontālā virzienā, ja nosēšanās punkts ir h = 45 m zem pacelšanās līmeņa no tramplīna. Neņemiet vērā gaisa pretestību.

Rīsi. 13.2 Slēpotājs uz batuta

1. Enerģijas nezūdamības likums, slēpotājam pārvietojoties pa tramplīnu:

mgH =

A T;

v 0 =

2 gH -

v 0 =

2. Horizontālā lidojuma kinemātika:

gτ 2

S = v0 τ = 75m;

C3. Vertikālā noslēgtā ci-

lindre zem virzuļa ar masu m = 10 kg un

laukums s = 20 cm2 ir ideāls

ny monatomiskā gāze. Sākotnēji

virzulis atradās augstumā h = 20 cm

no cilindra apakšas un pēc sildīšanas

virzulis ir pacēlies līdz augstumam H = 25 cm.

Cik daudz siltuma tika dots gāzei

apkures laikā? Ārējais spiediens

p0 = 105 Pa.

1. Gāzes spiediens apkures laikā

Rīsi. 13.3. Ideāla gāze zem virzuļa

mg + p S = p S;

p1 = p2 = 1,5 105 Pa;

P0 S = p2 S;

2. Sildot veikts darbs:

A = p1 V = p1 S (H - h) = 15 J;

3. No ideālās gāzes stāvokļa vienādojumiem:

= ν RT;

T = pV 1;

pV2 = ν RT2;

T = pV 2;

4. Gāzes iekšējās enerģijas izmaiņas:

ν R T = 3 p (V–V)

22,5 J;

5. Gāzei nodotais siltuma daudzums:

Q = A + U = 37,5 J;

C4. Elektriskā ķēde sastāv no avota ar ε = 21 V ar iekšējo pretestību r = 1 omi un diviem rezistoriem: R1 = 50 omi un R2 = 30 omi. Voltmetra paša pretestība ir Rv = 320 omi, ampērmetra pretestība ir RA = 5 omi. Nosakiet instrumentu rādījumus.

Visas ķēdes pretestība:

R Σ =

(R1 + R2) R3

R4;

R1+R2+R3

R Σ =

5 = 69 omi

Strāvas stiprums, kas plūst caur am-

21 = 0,3 A;

I A =

RΣ + r

Voltmetra rādījumi:

Rīsi. 13.4. Elektriskā shēma

(R1 + R2) R3

0,3 64 = 19,2 B;

A R1 + R2 + R3

C5. Daļiņa ar masu m = 10 - 7 kg, kas nes lādiņu q = 10 - 5 C, vienmērīgi pārvietojas ap apli ar rādiusu R = 2 cm magnētiskajā laukā ar indukciju B = 2 T. Apļa centrs atrodas uz galvenā optiskā lēca attālumā d = 15 cm no tā. Lēcas fokusa attālums ir F = 10 cm Ar kādu ātrumu kustas daļiņu attēls objektīvā?

Daļiņu ātrums un leņķiskais ātrums

QvB; v =

10− 5 2 2 10− 2

≈ 4

10− 7

10− 2

Objektīva palielinājums:

viens ; f =

30 cm; Γ = 2;

d–F

3. Attēlam leņķiskais ātrums paliks nemainīgs, un apļa rādiuss dubultosies, tāpēc:

vx = ω 2R = 8 ms;

C6. Uz plātnes ar krītošās gaismas atstarošanas koeficientu ρ ik sekundi perpendikulāri nokrīt N identiski fotoni, un izzūd gaismas spiediena spēks F. Kāds ir krītošās gaismas viļņa garums?

p = St ε f (1+ ρ); pS = N hc λ (1+ ρ); pS = F; F = N hc λ (1+ ρ); 2. Krītošās gaismas garums:

λ = Nhc (1 + ρ); F

Rīsi. 14.1.1. Pašindukcijas parādība

Rīsi. 14.1.2. Pašindukcija

14. variants

C1. Elektriskā ķēde sastāv no virknē savienota galvaniskā elementa ε, spuldzes un induktora L. Aprakstiet parādības, kas rodas, kad atslēga ir aizvērta.

1. Elektromagnētiskās indukcijas parādība tiek novērota visos ķēdes magnētiskās plūsmas izmaiņu gadījumos. Jo īpaši indukcijas EMF var ģenerēt pašā ķēdē, kad tajā mainās strāvas vērtība, kas izraisa papildu strāvu parādīšanos. Šo parādību sauca par pašindukciju, un papildus radušās strāvas sauca

tiek ražoti no ārpusstrāvas vai pašindukcijas strāvas.

2. Pašindukcijas fenomenu var izpētīt, izmantojot uzstādījumu, kura shematiskā diagramma ir parādīta att. 14.1.2. Spole L ar lielu apgriezienu skaitu caur reostatu r un slēdzi k ir savienota ar EMF ε avotu. Turklāt spolei ir pievienots galvanometrs G. Kad slēdzis ir īssavienojums punktā A, strāva sazarosies, un strāva ar vērtību i plūst caur spoli, bet strāva i1 caur galvanometru. Ja pēc tam atver slēdzi, tad, kad magnētiskais lauks pazūd spolē

ārpusstrāvas atvēršana es parādīsies.

3. Saskaņā ar Lenca likumu ārstrāva novērsīs magnētiskās plūsmas samazināšanos, t.i. tiks virzīts krītošās strāvas virzienā, bet caur galvanometru papildu strāva ies virzienā, kas ir pretējs sākotnējam, kas novedīs pie galvanometra bultiņas metiena iekšā. pretējā virzienā... Ja spole ir aprīkota ar dzelzs serdi, tad palielinās papildu strāvas daudzums. Galvanometra vietā šajā gadījumā var ieslēgt kvēlspuldzi, kas faktiski ir norādīts problēmas paziņojumā, kad rodas pašindukcijas strāva, spuldze mirgos spilgti.

4. Ir zināms, ka magnētiskā plūsma, kas savienota ar spoli, ir proporcionāla caur to plūstošās strāvas vērtībai

ψ = Li,

proporcionalitātes koeficientu L sauc par cilpas induktivitāti. Induktivitātes izmēru nosaka vienādojums:

L = d i ψ, [L] = Wb A = Gn (henrijs).

5. Iegūstam spoles pašindukcijas ε si EML vienādojumu:

	εsi = -				(Li) = - L

6. Vispārīgā gadījumā induktivitāte kopā ar spoles ģeometriju vidē var būt atkarīga no strāvas stipruma, t.i. L = f (i), to var ņemt vērā, veicot diferenciāciju

dL dt = dL di dtdi.

7. Pašindukcijas EMF, ņemot vērā pēdējo attiecību, tiks attēlots ar šādu vienādojumu:

ε si = - L + dL di.

8. Ja induktivitāte nav atkarīga no strāvas lieluma, vienādojums tiek vienkāršots

ε si = - L dt di.

9. Tādējādi pašindukcijas EMF ir proporcionāls strāvas lieluma izmaiņu ātrumam.

10. Kad ķēdei tiek pieslēgta jauda,

parādīts 14.1.3. attēlā ķēdē, strāvas vērtība uz noteiktu laiku palielināsies no nulles līdz nominālvērtībai pašindukcijas fenomena dēļ. Izplūstošās ārpusstrāvas saskaņā ar Lenca likumu vienmēr ir vērstas pretēji, t.i. tie traucē cēloni, kas tos izraisa. Tie novērš strāvas palielināšanos ķēdē. Dotajā

gadījumā, kad atslēga ir aizvērta, gaisma Rīsi. 13.1.3. Strāvu veidošana un laušana neuzliesmo uzreiz, bet tā siltums uzkrāsies laika gaitā.

11. Kad slēdzis ir pievienots 1. pozīcijā, papildu strāvas novērsīs strāvas palielināšanos ķēdē, savukārt 2. pozīcijā, gluži pretēji, papildu strāvas palēninās galvenās strāvas samazināšanos. Analīzes vienkāršības labad pieņemsim, ka ķēdē iekļautā pretestība R raksturo ķēdes pretestību, avota iekšējo pretestību un spoles L aktīvo pretestību. Šajā gadījumā Ohma likumam būs šāda forma:

ε + εsi = iR,

kur ε ir avota EML, ε si ir pašindukcijas EML, i ir pašreizējās vērtības momentānā vērtība, kas ir laika funkcija. Aizstāsim pašindukcijas EML vienādojumu Ohma likumā:

L dt di + iR = ε.

12. Sadalīsim mainīgos lielumus diferenciālvienādojumā:

	Ldi = (ε - iR) dt,
		(ε — iR)

un integrē, pieņemot, ka L ir konstante: L ∫ ε - di iR = ∫ dt,

R L ln (ε - iR) = t + konst.

13. Ir redzams, ka kopīgs lēmums diferenciālvienādojumu var attēlot šādi:

i (t) = R ε - cons te - RL t.

14. Integrācijas konstante tiek noteikta no sākotnējie nosacījumi... Ja t = 0

v strāvas padeves brīdī strāva ķēdē ir nulle i (t) = 0. Aizvietojot strāvas nulles vērtību, iegūstam:

const = R ε.

15. Vienādojuma i (t) atrisinājums iegūs galīgo formu:

i (t) =
			- eR.

16. No vienādojuma jo īpaši izriet, ka, aizverot taustiņu (13.1.1. att.), strāva pieaugs eksponenciāli.

C2. Pēc trieciena punktā A kaste slīd augšup pa slīpo plakni ar sākotnējo ātrumu v0 = 5 m/s. Punktā B kastes tiek norautas no slīpās plaknes. Kādā attālumā S no slīpās plaknes kastes kritīs? Berzes koeficients starp kārbu un plakni ir μ = 0,2. Slīpās plaknes garums AB = L = 0,5 m, plaknes slīpuma leņķis α = 300. Neņemiet vērā gaisa pretestību.

1. Pārejot no sākotnējās pozīcijas, sākotnēji ziņotā kaste

Rīsi. 14.2. Lidojuma kaste kinētiskā enerģija tiek pārvērsta darbā pret spēku

berze, kinētiskā enerģija punktā B un potenciālās enerģijas kastes palielināšanās:

mv 0 2	Mv B 2	+ μ mgLcosα + mgLcosα; v0 2 = vB 2 + 2gLcosε (μ + 1);
	v B =	v0 2 - 2gLcosα (μ + 1) = 25 - 2 10 0,5 0,87 1,2 4

2. No punkta B kastes pārvietosies pa parabolisko trajektoriju:

	x (t) = vB cosα t;		y (t) = h + vB sin α t -
	y (τ) = 0; h = Lcosα;
gτ 2	- vB sin ατ - Lcosα = 0; 5τ			- 2τ - 0,435 = 0;			- 0,4τ - 0,087
	τ = 0,2 +	0,04 + 0,087 ≈ 0,57c;

3. Attālums no slīpās plaknes līdz krišanas punktam: x (τ) = vB cosατ ≈ 4 0,87 0,57 ≈ 1,98 m;

C3. Ideāla monatomiskā gāze apjomā ν = 2 mol vispirms tika atdzesēta, samazinot spiedienu 2 reizes, un pēc tam uzsildīta līdz sākotnējai temperatūrai T1 = 360 K. Kādu siltuma daudzumu gāze saņēma 2. - 3. sadaļā. ?

1. Gāzes temperatūra 2. stāvoklī:

= ν RT;

T 2 =

p 1 V = ν RT;

2 = 180 K;

2. Gāzes iekšējās enerģijas izmaiņas

sadaļā 2 → 3:

→3

ν R (T - T);

14.3.attēls. Gāzes stāvokļa maiņa

U2 → 3 = 1,5

2 8,31 180 ≈ 4487 J;

3. 2. un 3. punkts atrodas uz viena un tā paša izobāra, tāpēc:

pV = ν RT;

ν RT2

= ν RT 3;

pV3 = ν RT3;

4. Gāzes darbs sadaļā 2 → 3:

A2 → 3 = p (V3 - V2) = ν R (T3 - T2) ≈ 2992 J; 5. Ar gāzi saņemtais siltums:

Q = U2 → 3 + A2 → 3 ≈ 7478J;

C4. Elektriskā ķēde sastāv no EML avota ar ε = 21 V ar iekšējo pretestību r = 1 omi, rezistoriem R1 = 50 omi, R2 = 30 omi, voltmetra ar savu pretestību RV = 320 omi un ampērmetra ar pretestību RA. = 5 omi. Nosakiet instrumentu rādījumus.

1. Slodzes pretestība:

RV, A = RV + RA = 325 omi; R1,2 = R1 + R2 = 80 omi; V ≈ 20,4 B;

C5. Daļiņa ar masu m = 10 - 7 kg un lādiņu q = 10 - 5 C pārvietojas ar nemainīgu ātrumu v = 6 m / s apļveida magnētiskajā laukā ar indukciju B = 1,5 T. Apļa centrs atrodas uz savācējlēcas galvenās optiskās ass, un apļa plakne ir perpendikulāra galvenajai optiskajai asij un atrodas d = 15 cm attālumā no tās. Lēcas fokusa attālums ir F = 10 cm.. Kādā rādiusā kustas daļiņu attēls objektīvā?

1. Daļiņas kustības rādiuss:

QvB; R =

2. Objektīva palielinājums:

; f =

30 cm; Γ = 2;

d–F

3. Attēla rādiuss:

R* = 2R =

2mv =

2 10− 7 6

≈ 0,08 m;

10− 5 1,5

C6. Gaisma ar viļņa garumu λ = 600 nm krīt perpendikulāri uz plāksni ar laukumu S = 4 cm2, kas atstaro 70% un absorbē 30% no krītošās gaismas. Gaismas plūsmas jauda N = 120 W. Cik lielu spiedienu gaisma rada uz šķīvja?

1. Neliels spiediens uz plāksni:						120 (1+ 0,7)
		(1 + ρ) =			+ ρ) =				≈ 1,7 10	−3
							−4