Задачи

Фильтрация

Показать фильтрацию

По классам:

По предметам:

По подготовке:

По классам:

По авторам:

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

Изобразите и опишите открытый колебательный контур.

Решение №25039: Открытый колебательный контур (вибратор Герца) представляет собой металлический стержень с двумя одинаковыми шарами \(A\) и \(B\) на концах и небольшим искровым промежутком \(C\) посередине. Электроемкость вибратора определяется емкостями шаров, а индуктивность — индуктивностью обеих половин стержня. Источником возбуждения электромагнитных колебаний в вибраторе является индукционная катушка.

Ответ: NaN

Почему вибратор Герца можно представить в виде открытого колебательного контура?

Решение №25040: Переменное электромагнитное поле от вибратора Герца распространяется по всему пространству, окружающему вибратор. Поэтому вибратор Герца является открытым колебательным контуром.

Ответ: NaN

Какой частоты могут быть электромагнитные волны?

Решение №25041: Частота электромагнитных волн находится в диапазоне от 1000 Гц (радиоволны) до \(3\cdot 10^{23}\) Гц (гамма-излучение).

Ответ: NaN

Напишите взаимосвязь между частотой, длиной волны и скоростью распространения электромагнитных волн.

Решение №25042: \(\nu =c/\lambda \).

Ответ: NaN

Почему электрические колебания наблюдают и исследуют при помощи осциллографа? Как работает осциллограф?

Решение №25043: Для наблюдения электрических колебаний используют осциллограф. Основой осциллографа является электронно-лучевая трубка. Она служит для получения управляемого узкого потока электронов. В электронно-лучевой трубке есть электронная пушка, горизонтально и вертикально отклоняющие пластины, и флуоресцирующий экран. По горизонтальному отклонению электронного пучка можно судить о времени протекающего процесса. Малая инерционность электронного луча позволяет при помощи электронно-лучевой трубки изучать быстропротекающие процессы.

Ответ: NaN

Опишите процесс колебаний заряда на обкладках конденсатора и тока в катушке индуктивности колебательного контура.

Решение №25044: В некоторый момент конденсатору «сообщают» заряд. Вследствие того, что обкладки конденсатора соединены проводником, начинается его разрядка через катушку. Возникновение электрического тока сопровождается возникновением в катушке магнитного поля, препятствующее возрастанию тока, из-за чего ток не сразу достигает максимума к моменту разрядки конденсатора. В этот момент ток должен был бы прекратиться, но исчезающее магнитное поле катушки препятствует мгновенному прекращению тока. По контуру продолжает идти убывающий ток, и обкладки конденсатора приобретают заряд, противоположный по знаку начальному заряду. Далее весь процесс продолжается в обратном направлении.

Ответ: NaN

Составьте таблицу аналогий механических и электрических колебаний.

Решение №25045: См. рисунок ниже.

Ответ: NaN

Куда расходуется электрическая энергия в реальном колебательном контуре?

Решение №25046: Электрическая энергия в реальном колебательном контуре расходуется на нагревание проводников.

Ответ: NaN

Что произойдет, если обкладки заряженного конденсатора закоротить сверхпроводником?

Решение №25047: В цепи возникнут незатухающие электрические колебания.

Ответ: NaN

Каковы различия между условиями распространения радиоволн на Луне и на Земле?

Решение №25048: Скорость распространения радиоволн в среде (на Земле), меньше чем в вакууме (на Луне): \(V=c/\sqrt{\varepsilon \mu }\), где \(c\) — скорость распространения электромагнитной волны в вакууме, \(\varepsilon \) — относительная диэлектрическая проницаемость среды, \(\mu \) — относительная магнитная проницаемость среды.

Ответ: NaN

С какой целью при передаче электроэнергии на большие расстояния повышают напряжение в линии?

Решение №25049: С целью уменьшения тепловых потерь при передаче электроэнергии на большие расстояния повышают напряжение в линии.

Ответ: NaN

Почему при разомкнутой вторичной обмотке трансформатор почти не потребляет энергии?

Решение №25050: При разомкнутой вторичной обмотке (холостой ход трансформатора), падение напряжения в первичной обмотке мало и ЭДС самоиндукции равно напряжению на зажимах (\(E_{1}=U_{1}\)). Во вторичной обмотке нет тока и напряжение на зажимах равно индуцированной в ней ЭДС (\(E_{2}=U_{2}\)).

Ответ: NaN

Изменение силы тока в зависимости от времени задано (в единицах СИ) уравнением \(i=0,1cos8\cdot 10^{5}t\). Найти частоту колебаний тока.

Решение №25051: \(\nu =\omega /2\pi =4\cdot 10^{5}/\pi \) Гц.

Ответ: \(4\cdot 10^{5}/\pi \)

В катушке сопротивлением \(R=12\) Ом поддерживается напряжение \(U=60\) В. Сколько энергии выделится при размыкании цепи катушки, если ее индуктивность \(L=26\) Гн.

Решение №25052: \(W=LU^{2}/(2R^{2})=325\) Дж.

Ответ: 325

Проволочная рамка площадью \(S\) равномерно вращается в однородном магнитном поле с индукцией \(B\) вокруг оси, перпендикулярной вектору магнитной индукции. Период вращения равен \(T\). Выразить магнитный поток \(\Phi \), проходящий через рамку, и ЭДС индукции в рамке как функцию времени.

Решение №25053: \(\Phi =BScos(2\pi t/T)\); \(E=2\pi BScos(2\pi t/T)/T\).

Ответ: NaN

Длина линии электропередачи \(S=600\) км. Чему равна разность фаз напряжения на этом расстоянии? Промышленная частота \(\nu =50\) Гц. Ответ дать в радианах.

Решение №25054: \(\Delta \varphi =2\pi \nu S/c=0,628\) рад.

Ответ: 0.628

Переменный ток в пределах одного периода изменяется по закону \(I=I_{0}\sqrt{t/T}\), где \(I_{0}\) — максимальное значение тока, \(T\) — период. Определите действующее значение тока (см. рисунок ниже).

Решение №25055: \(I_{д}=I_{0}/\sqrt{2}\).

Ответ: NaN

Рамка сечением \(S=400\) см\(^{2}\), имеющая \(N=100\) витков, вращается в однородном магнитном поле с индукцией \(B=10\) Тл, причем период вращения равен \(T=0,1\) с. Определить максимальное значение ЭДС, возникающей в рамке, если ось вращения перпендикулярна к силовым линиям.

Решение №25056: \(E_{max}=2\pi BSN/T=2,5\) В.

Ответ: 2.5

Эффективное напряжение в сети переменного тока равно \(U_{1}=120\) В. Определить время, в течение которого горит неоновая лампа в каждый полупериод, если лампа зажигается и гаснет при напряжении \(U_{2}=84\) В. Ответ дать в миллисекундах.

Решение №25057: \(\Delta t=1/(2\nu )-arcsin(U_{2}/(\sqrt{2}U_{1}))/(\pi \nu )=6,7\) мс.

Ответ: 6.7

На рисунке ниже представлен график зависимости от времени заряда конденсатора при гармонических колебаниях в колебательном контуре. Чему равна частота колебаний заряда в колебательном контуре?

Решение №25058: \(\nu =2,5\) Гц.

Ответ: 2.5

Колебательный контур содержит конденсатор емкостью \(C=400\) пФ и катушку индуктивностью \(L=16\) мкГн. Определить частоту электромагнитных колебаний в контуре. Ответ дать в мегагерцах.

Решение №25059: \(\nu =1/(2\pi \sqrt{LC})=2\) МГц.

Ответ: 2

Собственная частота колебаний в колебательном контуре \(\nu =120\) кГц. Какой будет его собственная частота, если индуктивность контура увеличить в \(n=4\) раза? Ответ дать в килогерцах.

Решение №25060: \(\nu _{1}=\nu /\sqrt{n}=60\) кГц.

Ответ: 60

За какой промежуток времени в колебательном контуре с индуктивностью \(L=1,5\cdot 10^{-3}\) Гн и емкостью \(C=6\cdot 10^{-9}\) Ф совершается \(n=1,5\cdot 10^{4}\) колебаний? Ответ дать в секундах.

Решение №25061: \(\Delta t=2\pi n\sqrt{LC}=0,28\) с.

Ответ: 0.28

Как изменится период колебаний в электрическом контуре, если ёмкость уменьшится в \(n=2\) раза, а индуктивность возрастет в \(k=8\) раз?

Решение №25062: \(T_{1}/T_{2}=\sqrt{L_{1}C_{1}/(L_{2}C_{2})}=\sqrt{n/k}=0,5\)

Ответ: 0.5

Колебательный контур имеет собственную частоту \(\nu _{1}=100\) МГц. Какой будет его собственная частота, если расстояние между пластинами плоского конденсатора уменьшить в 4 раза и одновременно с этим индуктивность катушки увеличить в 9 раз? Ответ дать в мегагерцах.

Решение №25063: \(\nu _{2}=\nu _{1}/6\approx 16,7\) МГц.

Ответ: 16.7

Число витков в катушке колебательного контура увеличили в \(m=9\) раз. Во сколько раз уменьшилась при этом частота электрических колебаний, если длина катушки не изменилась?

Решение №25064: \(Bk=\sqrt{m}=3\) раза.

Ответ: 3

Найти период свободных колебаний идеального колебательного контура, конденсатор которого емкостью \(C=1\) мкФ, будучи заряжен до напряжения \(U=10\) В, при разрядке дал максимальное значение тока в цепи \(I=0,2\) А. Ответ дать в миллисекундах.

Решение №25065: \(T=2\pi CU/I=0,314\) мс.

Ответ: 0.314

Колебательный контур имеет индуктивность \(L=1,6\) мГн и емкость \(C=0,04\) мкФ. Через какой минимальный промежуток времени в контуре будут повторяться максимальный по абсолютной величине значения силы тока? Ответ дать в мкс и округлить до целого числа. Ответ дать в микросекундах.

Решение №25066: \(T=2\pi \sqrt{LC}\approx 50\) мкс.

Ответ: 50

Колебательный контур состоит из катушки индуктивности и двух одинаковых конденсаторов, включенных параллельно. Период собственных колебаний контура \(T=20\) мкс. Чему будет равен период, если конденсаторы включить последовательно? Ответ дать в микросекундах.

Решение №25067: \(T_{1}=T/2=10\) мкс.

Ответ: 10

На какую длину волны \(\lambda \) настроен колебательный контур, если индуктивность его катушки равна \(L=0,4\) мГн. Конденсатор контура является плоским. Расстояние между его обкладками равно \(d=8,85\) мм. Конденсатор заполнен воздухом. Площадь пластин конденсатора \(S=0,1\) м\(^{2}\). Ответ округлить до целого числа. Ответ дать в метрах.

Решение №25068: \(\lambda =2\pi c\sqrt{\varepsilon _{0}SL/d}=377\) м.

Ответ: 377