Задачи

Фильтрация

Показать фильтрацию

По классам:

По предметам:

По подготовке:

По классам:

По авторам:

Прямоугольная рамка из проводника сопротивлением \(R\), двигаясь поступательно с постоянной скоростью \(v\), пересекает область однородного магнитного поля (см. рисунок ниже). Вектор магнитной индукции перпендикулярен плоскости рамки. Размеры рамки \(a \times b\). Протяженность области с магнитным полем \(c\). Определите магнитную индукцию \(B\), если в рамке за время пролета выделилось количество теплоты \(Q\).

Решение №25009: \(B=\sqrt{QR/(2bv)}/a\), если \(c> b\); \(B=\sqrt{QR/(2cv)}/a\), если \(c< b\).

Ответ: NaN

На горизонтальных параллельных проводящих стержнях лежит металлическая перемычка массой \(m=50\) кг. Коэффициент трения между стержнями и перемычкой \(k=0,15\). Стержни замкнуты на сопротивление \(R=5\) Ом. Система находится в магнитном поле, индукция которого направлена вверх и меняется по закону \(B=At\), где \(A=5\) Тл/с. Определить момент времени \(t\)[плохо видно], в который перемычка начнет двигаться по стержню. Расстояние между стержнями \(l=1\) м, расстояние от конца стержней, замкнутых на сопротивление, до перемычки \(h=0,3\) м. Ответ дать в миллисекундах.

Решение №25010: \(\tau =kmgR/(A^{2}I^{2}h)=50\) мс.

Ответ: 50

По двум вертикальным рейкам \(AE\) и \(CD\), соединенным сопротивлением \(R\), может без трения скользить горизонтальный проводник длиной \(L\) и массой \(m\). Система находится в однородном магнитном поле, индукция которого \(B\) перпендикулярна плоскости реек. Как будет двигаться подвижный проводник в поле силы тяжести, если пренебречь сопротивлением самого проводника и реек?

Решение №25011: Скорость равномерно увеличивается от 0 до \(v_{max}=mgR/(BL)^{2}\), в дальнейшем не изменяется.

Ответ: NaN

На двух горизонтальных рельсах, расстояние между которыми \(l=1,0\) м, лежит проводник сопротивлением \(R=1,0\) Ом, массой \(m=0,5\) кг. Коэффициент трения между проводником и рельсами \(\mu =0,1\). Вся система находится в вертикальном однородном магнитном поле индукцией \(B=0,1\) Тл. Рельсы подключают к источнику тока ЭДС \(E=10\) В. Пренебрегая внутренним сопротивлением источника и сопротивлением рельсов, определите установившуюся скорость движения проводника. Ответ дать в миллисекундах.

Решение №25012: \(v=E/Bl-\mu mgR/(Bl)^{2}=50\) м/с.

Ответ: 50

Через обмотку соленоида течет ток силой \(I_{1}=5\) А. При увеличении этого тока в \(k=2\) за время \(\Delta t=1\) с среднее значение электродвижущей силы самоиндукции \(E=2\) В. Найти энергию магнитного поля в соленоиде при исходной силе тока \(I_{1}\).

Решение №25013: \(W_{м}=E\Delta tI_{1}/(2(k-1))=5\) Дж.

Ответ: 5

По двум металлическим параллельным рейкам, расположенным в горизонтальной плоскости и замкнутым на конденсатор емкости \(C\), может без трения двигаться проводник массой \(m\) и длиной \(L\). Вся система находится в однородном магнитном поле, индукция которого \(B\) направлена вверх. К середине проводника перпендикулярно ему и параллельно рейкам приложена сила \(F\). Определить ускорение подвижного проводника, если сопротивление реек, подводящих проводов и самого проводника равны нулю. Считать, что в начальный момент проводник находится в покое.

Решение №25014: \(a=F/(m+CB^{2}L^{2})\).

Ответ: NaN

Кольцо прямоугольного сечения сделано из однородного плохо проводящего материала с удельным сопротивлением \(\rho \). Кольцо помещено в область с однородным магнитным полем, перпендикулярным плоскости кольца, причем индукция поля линейно возрастает со временем по закону \(B=At\) (\(A=const\)). Найдите зависимость плотности индукционного тока от расстояния \(R\) до оси кольца.

Решение №25015: \(\delta =AR/(2\rho )\).

Ответ: NaN

Медное кольцо радиусом \(r\) соединено проводящими спицами с центром (см. рисунок ниже). Через скользящие контакты к кольцу подключен резистор сопротивлением \(R\). На кольцо намотана невесомая нить, к концу которой прикреплен груз массой \(m\). Пренебрегая трением, определите установившуюся скорость груза, если кольцо пронизывается внешним магнитным полем, индукция \(B\) которого перпендикулярна плоскости кольца.

Решение №25016: \(v=4mgR/(Br)^{2}\).

Ответ: NaN

На гладких горизонтальных параллельных рельсах, расстояние между которыми \(l=1,5\) м, находится проводящий стержень массой \(m=50\) г. Рельсы соединены с конденсатором, емкость которого \(C=0,4\) пФ, и находятся в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией \(B=0,1\) Тл. Определить работу, которую необходимо совершить, чтобы разогнать стержень до скорости \(v=5\) м/с.

Решение №25017: \(A=(m+CB^{2}l^{2})v^{2}/2=0,74\) Дж.

Ответ: 0.74

В однородном магнитном поле индукцией \(B=10\) Тл начинает падать проводник длиной \(l=0,1\) м и массой \(m=0,1\) кг, скользящий без трения и без потери контакта по двум вертикальным параллельным шинам. Шины замкнуты на резистор сопротивлением \(R=0,5\) Ом, параллельно которому включен конденсатор емкостью \(C=400\) пФ. Определите максимальную энергию электрического поля, запасенную в конденсаторе. Сопротивление проводника \(R_{2}=1\) Ом. Сопротивлением шин пренебречь. Силовые линии магнитного поля перпендикулярны плоскости шин.

Решение №25018: \(E=C(mgR)^{2}/(2(Bl)^{2})=5\cdot 10^{-11}\) Дж.

Ответ: \(5\cdot 10^{-11}\)

Проволочная катушка имеет площадь поперечного сечения \(S=5\) см\(^{2}\) и содержит \(N=100\) витков. Катушка помещена в однородное магнитное поле, линии индукции которого параллельны оси катушки. Концы провода катушки подсоединены к обкладкам конденсатора емкостью \(C=4\) мкФ. Какой заряд окажется на обкладках этого конденсатора, если магнитное поле будет убывать со скоростью \(\Delta B/\Delta t=20\) Тл/с?

Решение №25019: \(q=CNS\Delta B/\Delta t=4\cdot 10^{-6}\) Кл.

Ответ: \(4\cdot 10^{-6}\)

Проводящая рамка в форме равностороннего треугольника со стороной \(a=10\) см может вращаться вокруг одной из своих сторон. Рамка помещена в однородное магнитное поле, линии индукции которого перпендикулярны оси вращения рамки и параллельны ее плоскости. При повороте рамки на некоторый угол по ней протек заряд \(Q=10\) мкКл. Определите угол, на который была повернута рамка, если индукция магнитного поля \(B=8\) мТл, сопротивление рамки \(R=3\) Ом.

Решение №25020: \(\alpha =arccos(-4QR/(\sqrt{3}Ba^{2}))=120^{\circ}\).

Ответ: 120

Обмотка массивного ротора электродвигателя сделана в виде прямоугольной рамки площадью \(S\) и \(N\) витков тонкого провода. Концы обмотки замкнуты между собой, а ее сопротивление равно \(R\). Обмотки статора двигателя питаются переменным током и создают в роторе однородное магнитное поле, вектор индукции \(B\) которого перпендикулярен оси ротора и вращается вокруг нее с угловой скоростью \(\Omega \). Найдите средний тормозящий момент внешних сил, действующих на ротор, если его угловая скорость почти постоянна и равна \(\omega \), причем \(\omega < \Omega \).

Решение №25021: \(M=B^{2}S^{2}N^{2}(\Omega -\omega )/(2R)\).

Ответ: NaN

Пластинка из железа находится в однородном магнитном поле с магнитной индукцией \(B_{1}=0,25\) Тл. Линии магнитной индукции составляют угол \(\alpha =53^{\circ}\) с поверхностью пластины. В пластине линии магнитной индукции изменяют свое направление и отходят от поверхности под углом \(\beta =3^{\circ}\). Определите магнитную индукцию \(B_{2}\) внутри пластины.

Решение №25022: \(B_{2}=B_{1}sin\alpha /sin\beta =3,8\) Тл.

Ответ: 3.8

В вертикальном магнитном поле установлена плоскость, наклон которой к горизонту можно изменять, поворачивая ее вокруг некоторой оси. Перпендикулярно этой оси на плоскости закреплены две гладкие проводящие шины. На шины, перпендикулярно им, кладут, а затем отпускают без начальной скорости тонкий массивный проводящий стержень. Опыт повторяют, уменьшив угол наклона в \(n=2\) раза. Найти отношение разности потенциалов между шинами через один и тот же промежуток времени после начала движения в этих опытах.

Решение №25023: \(k=sin2\alpha /sin(2\alpha /n)=2cos\alpha \).

Ответ: NaN

Двум одинаковым замкнутым проводникам придали форму кольца и восьмёрки (см. рисунок ниже) и поместили в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции. В правом проводнике при изменении магнитного поля наводится ЭДС индукции равная \(E=2,5\) В. Найти ЭДС индукции в левом проводнике, если радиусы окружностей \(O_{1}\) и \(O_{2}\) относятся как \(3:1\).

Решение №25024: Решение. При одинаковом изменении магнитной индукции на \(\Delta B\) за время \(\Delta t\) в левом и правом контуре вследствие разной площади и формы контуров возникают разные ЭДС индукции \(E_{0}\) и \(E\) соответственно. По закону электромагнитной индукции \(\left| E_{0}\right|=\frac{\Delta \Phi }{\Delta t}=\frac{\Delta B\cdot S}{\Delta t}=\frac{\Delta B\cdot \pi R^{2}}{\Delta t}\), (1) где \(R\) — радиус левого кольца. Правый контур представляет собой две перекрещенные окружности, в результате чего в каждой из них наводится ЭДС индукции \(E_{1}\) и \(E_{2}\) навстречу друг другу. Тогда результирующая ЭДС индукции \(E\): \(\left| E\right|=\left| E_{1}\right|-\left| E_{2}\right|=\frac{\Delta B\cdot S_{1}}{\Delta t}-\frac{\Delta B\cdot S_{2}}{\Delta t}=\frac{\Delta B}{\Delta t}\cdot (S_{1}-S_{2})=\frac{\Delta B}{\Delta t}(\pi R_{1}^{2}-\pi R_{2}^{2})\). (2) Учитывая связь \(R_{1}=3R_{2}\) (3) и тот факт, что длины контуров (левого и правого) равны, получим: \(2\pi R=2\pi R_{1}+2\pi R_{2}=2\pi (R_{1}+R_{2})=2\pi (3R_{2}+R_{2})=8\pi R_{2}\). Откуда \(R=4R_{2}\) (4) Подставим (3) в (2), а (4) в (1): \(\left| E_{0}\right|=\frac{\Delta B\cdot \pi R^{2}}{\Delta t}=\frac{\Delta B\cdot \pi 16R_{2}^{2}}{\Delta t}\). (5) \(\left| E\right|=\frac{\Delta B\cdot \pi ((3R_{2})^{2}-R_{2}^{2})}{\Delta t}=\frac{\Delta B\cdot \pi 8\cdot R_{2}^{2}}{\Delta t}\). (6) Поделив (5) на (6), получим: \(\frac{\left| E_{0}\right|}{\left| E\right|}=2\). Отсюда \(E_{0}=2E=2\cdot 2,5=5\) (В).

Ответ: 5

Почему при радиолокации электромагнитные волны излучаются короткими импульсами, а не непрерывно?

Решение №25025: В промежутках времени между двумя последовательными импульсами излучения система автоматически переключается на прием сигнала, отраженного от цели.

Ответ: NaN

Что произойдет, если заряженный конденсатор соединить сверхпроводящими проводами с незаряженным конденсатором той же емкости?

Решение №25026: При соединении заряженного и незаряженного конденсаторов одинаковой емкости сверхпроводящими проводами возникнут незатухающие колебания.

Ответ: NaN

Разборный школьный трансформатор включен в сеть. К вторичной обмотке подключена нагрузка. Как и почему изменится ток в первичной и вторичной катушках при удалении верхней части сердечника?

Решение №25027: При удалении верхней части сердечника уменьшается коэффициент трансформации и ток в первичной и вторичной обмотках ослабнет.

Ответ: NaN

Почему увеличение дальности радиосвязи с космическими кораблями в два раза требует возрастания мощности передатчика в четыре раза? Почему увеличение дальности радиолокации в два раза требует возрастания мощности передатчика в \(n=16\) раз? Считать, что излучатель радиоволн точечный, а поглощение энергии средой пренебрежимо мало.

Решение №25028: При радиосвязи с космическими кораблями передатчик находятся и на кораблях, подающих активный ответный сигнал, в радиолокации ответный сигнал отражается от цели. Поэтому в радиолокации исходный сигнал проходит вдвое большее расстояние, чем в случае космической радиосвязи, и амплитуда его затухает в два раза сильнее. А поскольку мощность пропорциональна квадрату амплитуды, то отсюда следует, что при увеличении мощности передатчика для космической радиосвязи в 4 раза необходимо увеличить мощность передатчика радиолокации в 16

Ответ: NaN

Почему трансформатор выходит из строя, когда в нем замыкаются накоротко хотя бы два соседних витка?

Решение №25029: Если замкнуть накоротко два соседних витка, то возникнет ЭДС индукции и потечет ток значительной силы. В результате либо провода перегорят, либо нарушится изоляция и возникнут новые короткозамкнутые витки.

Ответ: NaN

Зачем сердечник трансформатора собирают из отдельных пластин?

Решение №25030: Для уменьшения потерь за счет индукционных токов Фуко сердечник трансформатора набирают из отдельных пластин.

Ответ: NaN

Почему трансформатор не работает на постоянном токе?

Решение №25031: Работа трансформатора основана на явлении взаимоиндукции. Поэтому при прохождении переменного тока электрического тока по обмотке трансформатора, возникает магнитный поток, изменяющийся со временем, что и приводит к возникновению ЭДС индукции.

Ответ: NaN

Как изменится сопротивление, оказываемое линейным проводником току высокой частоты, если этому проводнику придать форму соленоида?

Решение №25032: Если проводнику придать форму соленоида, то сопротивление такого проводника току высокой частоты увеличится.

Ответ: NaN

Почему в сетях переменного тока, содержащих большое число приборов значительной индуктивности, например, дросселей, электродвигателей, параллельно этим приборам подключают конденсаторы?

Решение №25033: Для подавления паразитных индукционных токов.

Ответ: NaN

Для чего серебрят провод, идущий на изготовление коротковолновых и ультракоротковолновых контурных катушек?

Решение №25034: Высокочастотные токи идут по поверхности проводника. Серебро хорошо проводит электрический ток. Поэтому для уменьшения сопротивления проводника его поверхность серебрят.

Ответ: NaN

Что нужно для перехода к приему более коротких: сближать или раздвигать пластины конденсатора, включенного в колебательный контур приемника? Как происходит настройка вашего приемника?

Решение №25035: Длина волны обратно пропорциональна расстоянию между пластинами конденсатора. Значит, при переходе к более коротким длинам волн пластины конденсатора надо раздвигать. Настройка приемника производится, как правило, конденсатором переменной емкости. Для хорошего приема необходимо, чтобы приемный колебательный контур был настроен в резонанс с передающим контуром.

Ответ: NaN

Какова взаимосвязь между амплитудами колебаний заряда и напряжения на обкладках конденсатора, силы тока на катушке индуктивности в идеальном колебательном контуре?

Решение №25036: \(q_{m}=CU_{m}\); \(I_{m}=q_{m}\omega _{0}\).

Ответ: NaN

Изобразите схему силовых линий векторов \(E\) и \(B\), в электромагнитном поле при их распространении.

Решение №25037: См. рисунок ниже.

Ответ: NaN

Изобразите графически бегущую электромагнитную волну («моментальный снимок»), или зависимость векторов \(E\) и \(B\) от линейной координаты.

Решение №25038: См. рисунок ниже.

Ответ: NaN