305,61 Kb.НазваниеРешение Потенциал, создаваемый сферически симметрично распределенным зарядомстраница4/5Дата конвертации15.09.2012Размер305,61 Kb.Тип 4 11 (ЦТ 2000 г. Физика II. Тест 1. A14). Если в схеме, приведенной на рисунке, ЭДС источника e = 6 кВ, Сопротивление R0 = 1,0 Ом и R = 2,0 Ом , емкость конденсатора C = 3g10-6 Ф, индуктивность катушки L= 2g10-6 Гн, то в сопротивлении R после размыкания ключа К выделяется тепло в количестве . 1) 28 Дж 2) 32 Дж 3) 36 Дж 4) 41 Дж 5) 46 Дж Решение При замкнутом ключе ток течет в контуре с резистором R, при этом напряжение на конденсаторе равно ЭДС источника, энергия электрического поля конденсатора равна . После размыкания ключа конденсатор разряжается через последовательно соединенные резисторы R0 , R и катушку L. На индуктивном сопротивлении катушки теплота не выделяется, индуктивность катушки влияет только на быстроту разряда конденсатора . По закону сохранения энергии . Количества теплоты, выделившиеся в резисторах прямо пропорциональны их сопротивлениям, т.к. разрядные токи в резисторах в любой момент времени одинаковы ( последовательное соединение): ,. Т.к. по условию , то . Следовательно, = 36 Дж ответ. Может возникнуть сомнение в правомерности применения закона Джоуля-Ленца для расчета теплоты, т.к. ток разрядки конденсатора переменный, а закон Джоуля-Ленца был получен для постоянного тока. Закон справедлив в любом случае, если под I понимать эффективное (действующее) значение тока. 12 (ЦТ 2000 г. Физика II. Тест 2. A14). Если в схеме, приведенной на рисунке, ЭДС источника тока e = 6 кВ, сопротивления R = R0 = 1,0 Ом, индуктивность катушки L=2g10-6 Гн, ем- кость конденсатора C = 3g10-6 Ф, то на сопротивлении R после размыкания ключа К выделится тепло в количестве 1) 35 Дж 2) 40 Дж 3) 45 Дж 4) 50 Дж 5) 55 Дж Решение Эта задача отличается от предыдущей тем, что при замкнутом ключе энергия системы складывается из энергии электрического поля конденсатора и энергии магнитного поля катушки, через которую течет ток : . В остальном решение задачи аналогично предыдущей. Ответ: Q = 45 Дж. 13 (ЦТ 2001 г. Физика II. Тест 4. А14. Если возбудить в катушке индуктивностью L = 7g10-5 Гн ток силой I = 4 кА и замкнуть ключ K так, чтобы включить в цепь сопротивления R1 = 10 Ом и R2 = 15 Ом, то на сопротивлении R1 выделится количество теплоты равное 1) 392 Дж 2) 336 Дж 3) 348 Дж 4) 363 Дж 5) 320Дж Решение Идея решения та же, что и в предыдущих задачах, но для сравнения количеств теплоты, выделившихся на резисторах, следует использовать закон Джоуля-Ленца в форме (резисторы соединены параллельно). Ответ: Q1 = 336 Дж.3.3. Заряженные частицы и токи в электрических и магнитных полях. Электромагнитная индукция 1. Электрон, имея скорость V = 2g106 м/с, влетает в однородное магнитное поле с индукцией В = 30 мТл под углом a = 30Љ к направлению линий магнитной индукции. Определите радиус R и шаг h винтовой линии, по которой движется электрон. Решение Составляющая скорости электрона V =Vgsin a , перпендикулярная вектору магнитной индукции, обуславливает движение электрона по окружности и определяет радиус R этой окружности. Составляющая скорости V =Vgcos a, параллельная вектору индукции остается постоянной и определяет шаг h винтовой линии. Уравнение движения электрона по окружности имеет вид: ; уравнение движения вдоль вектора магнитной индукции: , где t = T период обращения электрона по окружности, равный . Из приведенных уравнений получаем: = 0,19 мм ответ, = 2 мм ответ.2 (ЕГЭ 2004, стр. 150. В3). Плоский контур с источником постоянного тока находится во внешнем однородном магнитном поле, вектор индукции которого перпендикулярен плоскости контура (см. рисунок). На сколько процентов изменится мощность тока в контуре после того, как значение магнитной индукции начинает уменьшаться со скоростью 0,01 Тл/с? Площадь контура 0,1 м2, ЭДС источника тока 10 мВ. Решение Главная трудность в решении определение направления индукционного тока (ЭДС индукции), возникающего при изменении магнитного поля. Согласно правилу Ленца, в данной задаче ЭДС индукции направлена против ЭДС источника тока; суммарная ЭДС в контуре равна e= e0 ei. Относительное изменение мощности равно ; где , . После преобразований получим: . Здесь . Числовой ответ : 0,19 или 19%. 3 (ЦТ 2001 г. Физика-II. Тест 2. В5). Контур состоит из двух перемычек: неподвижной сопротивлением R0 = 100 мОм, и подвижной, сопротивлением R =200 мОм, которая вращается c угловой скоростью y = 10 рад/с, и провода, имеющего форму дуги окружности радиусом r = 0,20 м. Индукция магнитного поля, пронизывающего контур, B =30 мТл. Определите в миллиамперах силу тока, протекающего в контуре. Решение Возникновение тока в контуре результат возникновения ЭДС индукции, вызванной изменением магнитного потока через контур за счет увеличения площади, ограниченной контуром. Таким образом, . Наиболее сложно для учащихся определение приращение площади контура при вращении перемычки. Площадь контура площадь сектора с углом при вершине. Т.к. эта площадь пропорциональна углу v, то . После преобразований для силы тока получим: = 20 мА ответ.4 (ЦТ 2001 г.Физика II. Тест1. В3). По двум параллельным проводам перемещаются две подвижные перемычки, сопротивления которых равны R1= R2=10 мОм., а скорости равны соответственно V1 =1,0 м/с и V2 =2,0 м/с. Сопротивление третьей неподвижной перемычки равно R0=10 мОм, расстояние между проводами l = 0,20 м. Индукция пронизывающего контур магнитного поля В = 30 мТл. Определить силу тока в миллиамперах в неподвижной перемычке. Решение Т.к. площади контуров, образованных неподвижным резистором и перемычками, возрастают, то, согласно правилу Ленца, инд
Решение Потенциал, создаваемый сферически симметрично распределенным зарядом - страница 4
Комментариев нет:
Отправить комментарий