Методическая разработка Электродинамика (стр. 24 )

Решение:

Q1=cmT=rcSLT Q2=U*UT/R=U*UST/rL

Из закона сохранения энергии Q1=Q2 след-но LTSr=U*U*T*S/rL T=U*U*T/L*L*C*P*r=23K

Ответ: 23К

9. В медном проводнике длиной 2 м и площадью поперечного сечения 0,4² мм при протекании тока ежесекундно выделялось 0,35 Дж теплоты. Сколько электронов проходит за 1с через поперечное сечение проводника.

Решение:

Р=17 кОм/м, Е=1,6 *10 Кл

R=rL/s Q1=I*I*R*T=I*I*r*L*T/S I=√((Q1S/LT1r))

…q=IT N=q/e=It/e=1.27*((10))

Ответ: 1,27*((10) )

10. Электрическая печь для термической обработки деталей имеет два нагревательных элемента. Один элемент нагревает деталь до нужной температуры за t=10 мин. Второй – за 20 мин. Какое время понадобится для нагревания детали, если включить оба элемента. А) параллельно – найдите t3.

Б) последовательно – t4 ?

Решение:

Q1=Q2=Q а) параллельно Q=Ut1/R1 Q=Ut2/R2 R1=ut1/Q R2=ut2/Q

Подставляя в выражение 1 получаем

R3=U(t1*t2)/Q(t1+t2) след-но t3=t1*t2/(t1+t2) ; t3=4000c

Б) R3=R1+R2=U(t1+t2)/Q t4=t1+t2=30мин

Ответ: T3=4000c ; t4=1800c

11. Какой длины надо взять нихромовую проволоку площадью сечения 0,1мм², чтобы изготовить нагреватель, способный за 3 мин нагреть 200 гр воды от 10 до 100º С. Напряжение равно 220V. Р=100 мкОм/м, С=4200 Дж/кг*Кград?

Решение:

Q=cmT eh-bt ntgkjdjuj, fkfycf Q1=Q2

Q=U*Ut/R cmT=U*U*t/R

R=rL/S=U*Ut/cmT; L=U*U*St/cmTr=0.11 м

Ответ: 11*((10))

ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ.

1. Лифт массой 2.4 т равномерно поднимается на высоту 45м за 40с. Определить механическую мощность, развиваемую при подъеме; электрическую мощность, потребляемую двигате­лем, приводящим в движение лифт; потери мощности в обмотке якоря вследствие нагревания; силу тока и сопротивление обмотки якоря. Напряжение в сети 380 В; КПД 90.

Ответ: N=26.5кВт; Р=29.4кВт; Р=2.9кВт; I=77.4 A; R=0.48 Ом

2. При замыкании источника тока проводником, сопротивление которого 1.8 Ом, в цепи возникает сила тока 0.7 А. Если источник тока замкнуть на сопротивление 2.3 Ом, то сила тока станет равной 0.56 А. Определите силу тока при ко­ротком замыкании.

Ответ: I= 7 А.

3. Гальванометр, сопротивление которого 50 Ом, может изме­рять силу тока до 0.1 А. Как включить его в цепь, чтобы можно было:

1) Измерять силу тока до 10 А?

2) Напряжение до 100 В?

Ответ: R= 0.505 Ом: R= 950 Ом.

4. Генератор с напряжением на зажимах 120 В питает цепь из 100 ламп накаливания, соединенных параллельно. Все лампы одинаковые, сопротивлением по 240 Ом. Сопротивление под­водящих проводов 0.16 Ом. Найдите общее сопротивление внешней части цепи, силу тока в магистральном проводе, мощность, потребляемую всеми лампами, и ЭДС генератора, если его внутреннее сопротивление 0.16 Ом.

Ответ: R = 2.56 Ом; I = 49.6 А; Р = 5.9 кВт; Е = 135 в.

5. Подъемный кран поднимает груз массой 8.8 т на высоту 10 м в течение 49 сек. Определите силу тока, потребляемого краном, если напряжение 220 В, КПД крана 80% .

Ответ: 100 А.

6. До какой температуры нагревается электромагнит во время работы, если известно, что его обмотка из медного про­вода при нуле градусов имеет сопротивление 50 Ом, а во время работы оно увеличивается до 58.6 Ом?

Ответ: 40ºС

7. Электровоз ВЛ-60 развивает силу тяги 3.2*10Н, потреб­ляет ток 1800 А при напряжении 2.5*10В. Определите скорость электровоза, зная, что КПД двигателя 89%. Дви­жение электровоза считать равномерным.

Ответ: 12.5 м/сек.

8. Какое максимальное усилие развивает дизельный электрот­рактор ДЭТ—250 при скорости передвижения 0.56 м/сек если его тяговый электродвигатель, имеющий КПД 72%, рабо­тает при токе 360 А и напряжении 470 В? Ответ: 2.2*10Н.

9. На зажимах дуги сварочной машины поддерживается напряже­ние 20 В. Сила тока, питающего дугу, 200 А, время работы - 7 часов. Какова стоимость расхода электроэнергии электросварочным аппаратом, если 3.6*10Дж энергии сто­ят 160 руб?

Ответ: 4500 руб.

10. К батарее через реостат подключен вольтметр. Если сопро­тивление резистора уменьшить в три раза по сравнению с первоначальным значением, то показания вольтметра возрас­тут в два раза. Во сколько раз изменятся показания воль­тметра, если сопротивление реостата уменьшить до нуля?

Ответ: увеличится в 4 раза.

11. Когда сопротивление внешней части источника тока умень­шили на 30%, то ток увеличился на 30%. На сколько процен­тов увеличится ток, если сопротивление внешней части цепи уменьшится на 50°/.

Ответ: 62.5%

12. Аккумулятор заряжается током 4А. Какое дополнительное сопротивление следует ввести в цепь, если остаточная ЭДС аккумулятора 9В, его внутреннее сопротивление 1 Ом, а за­рядка осуществляется от источника постоянного напряжения 21 В.

Ответ: 2 Ом.

13. Вольтметр, подключенный к аккумулятору с внутренним сопро­тивлением 1 Ом. показывает 1.2 В. Если последовательно с ним включено сопротивление 20 Ом, вольтметр показывает 1 В. Опре­делить сопротивление вольтметра.

Ответ: 99 Ом.

14. Амперметр для измерения тока до 2А с внутренним сопротивле­ние 0.1 Ом необходимо использовать для измерения токов до 22А. Какое сопротивление должен иметь шунт?

Ответ: 0.01 Ом.

15. Два проводника соединены параллельно R=10 Ом и R=16 Ом. При прохождении тока на первом проводнике выделяется количество теплоты, равное 40Дж. Определить, какое количество теплоты вы­делится в обоих проводниках при их последовательном соедине­нии за то же время.

Ответ: 15.4Дж.

16. Требуется передать мощность 100кВт на расстояние 67.5 км, что­бы потери на нагревание не превышали 3% передаваемой энер­гии. Какова масса проводов, если ток передается под напряжением 6кВ, плотность материала провода 8.8*10кг/м³, его удельное соп­ротивление 1.7*10Ом*м.

Ответ: 28*10³ кг.

17. Чтобы получить 0,5л кислорода при температуре 57 С, че­рез слабый раствор серной кислоты в течение 60 мин про­пускали электрический ток. Определите массу полученного кислорода и его давление, если электролиз протекал при силе тока 2.6 А.

Ответ: m = 0.78 г; Р = 133 кПа.

18. В электролитической медной ванне за 40 мин выделилось 1.93*10кг меди. Определите ЭДС батареи, необходимой для питания током ванны, если сопротивление раствора 1.3 Ом, внутреннее сопротивление батареи 0.3 Ом.

Ответ: 4 В.

19. При серебрении пластинки через раствор электролита прохо­дит так плотностью j=0,6 А/см². С какой средней скоростью растет толщина серебряного слоя, если плотность серебра 10.5*10³ кг/м³, а его электрохимический эквивалент 1.118*10кг/Кл?

Ответ: 7.5*10м/с

20. При никелировании изделия в течение 1ч отложился слой никеля толщиной l=0.01 мм. Определить плотность тока, если атомная масса никеля А=0.0587 кг/моль, валентность n=2, плотность никеля р=8.8*10³ кг/м³.

Ответ: 81.3 A/м³.

21. Определить количество выделившегося на катоде при элект­ролизе алюминия (AlSO), если затрачено 20кВт-ч энергии при напряжении на электродах 12 В, КПД установки 80%. Электрохимический эквивалент алюминия k = 9.3*10кг/Кл.

Ответ: m =0.45кг.

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ

Открытие магнитного поля. Постоянные магниты и магнитное поле Земли. Магнитная индукция Магнитная постоянная. Магнитная проницаемость среды. Графическое изображение магнитных полей. Напряженность магнитного поля. Взаимодействие токов. Магнитные поля проводника с током и соленоида. Действие магнитного поля на проводник с током. Закон Ампера. Магнитный поток. Действие магнитного поля на движущийся заряд. Сила Лоренца. Определение удельного заряда. Магнитосфера Земли и ее взаимодействие с солнечным ветром. Движение заряженной частицы в магнитных и электрических полях. Радиационные пояса Земли. Магнитные свойства вещества. Кривая намагничивания.

Магнитное взаимодействие токов window. top. document. title = "1.16. Магнитное взаимодействие токов";

Магнитные явления были известны еще в древнем мире. Компас был изобретен более 4500 лет тому назад. Он появился в Европе приблизительно в XII веке новой эры. Однако только в XIX веке была обнаружена связь между электричеством и магнетизмом и возникло представление о магнитном поле.

Первыми экспериментами, показавшими, что между электрическими и магнитными явлениями имеется глубокая связь, были опыты датского физика Х. Эрстеда (1820 г.). Эти опыты показали, что на магнитную стрелку, расположенную вблизи проводника с током, действуют силы, которые стремятся повернуть стрелку. В том же году французский физик А. Ампер наблюдал силовое взаимодействие двух проводников с токами и установил закон взаимодействия токов.