Практикум по курсу физики (первый семестр) (стр. 11 )

2. В однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл находится виток площадью 10 , расположенный перпендикулярно линиям магнитной индукции. Сопротивление витка 2 Ом. Определить, какой заряд протечет по витку при выключении поля.

3. Кусок провода длиной 8 м складывают вдвое, концы его замыкают. Затем провод растягивают в квадрат в плоскости, перпендикулярной линиям индукции однородного магнитного поля. Сечение проводника 0,1 , удельное сопротивление провода 0,2 мкОм м, индукция магнитного поля 0,2 Тл. Определить, какой заряд пройдет по проводнику.

4. Определить индуктивность соленоида, в котором при равномерном увеличении тока на 2 А энергия магнитного поля увеличивается на 10–2 Дж. Средняя сила тока в цепи 5 А.

5. В однородное магнитное поле с магнитной индукцией помещена квадратная рамка со стороной 4 см, имеющая 10 витков. Плоскость рамки составляет с направлением магнитного поля угол . Определить работу, совершенную магнитным полем при повороте рамки к положению равновесия, если по витку ток 5 А.

6. Два прямолинейных длинных проводника расположены параллельно на расстоянии 0,1 м друг от друга. По проводникам текут токи 20 А и 30 А в одном и том же направлении. Определить, какую работу на единицу длины проводника надо совершить, чтобы раздвинуть проводники до расстояния 0,2 м. 7. В соленоиде без сердечника, содержащем 400 витков, намотанных на картонный цилиндр радиусом 2 см и длиной 0,4 м, ток изменяется по закону I=0,2t, А, где t – время. Определить энергию магнитного поля в конце десятой минуты и ЭДС самоиндукции в катушке.

8. Проводник длиной =20 см перемещают в однородном магнитном поле с индукцией В=0,1 Тл так, что его ось составляет угол = 300 с направлением поля. Определить, с каким ускорением нужно перемещать проводник, чтобы разность потенциалов на его концах вырастала равномерно на 1 В за 1 секунду.

9. Сила тока в соленоиде, состоящем из 1000 витков, равна 1 А, магнитный поток, пронизывающий каждый виток равен 1 мВб. Определить энергию магнитного поля соленоида.

10. Проводник MN длиной 1 м и сопротивлением 2 Ом находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл. Проводник подключен к источнику тока с ЭДС в 1 В. На рисунке 3.2. указана полярность источника. Определить силу тока в проводнике, если проводник перемещается со скоростью 4 вправо. Сопротивлением источника пренебречь.

Рисунок 2.12.

12. По длинному соленоиду без сердечника сечением 5 см2 и числом витков 1000 течет ток силой тока 1 А. Плотность энергии в центре соленоида 10 . Определить индуктивность соленоида.

Ответы к задачам по теме 12 «магнитный поток. электромагнитная индукция»

№ задачи	Ответы	№ задачи	Ответы
1		7	;
2		8	.
3		9
4	Д. б.	10
5		11
6

3. колебания и волны

тема 13. Собственные незатухающие колебания

1.  Груз массой 100 г, подвешенный на пружине жесткостью 20 , совершает гармонические колебания. В начальный момент времени смещение груза оказалось равным 4,2 см, а его скорость 1,5 . Вычислить амплитуду и начальную фазу колебаний. Постройте график зависимости потенциальной энергии системы от времени.

2. Пружинный маятник. Частица массой 10 г совершает гармонические колебания с периодом колебаний 2 с. Полная энергия колебаний частицы 0,1 мДж. Определить амплитуду колебаний частицы и максимальную возвращающую силу.

3. Секундный математический маятник, находящийся в кабине аэростата, за 2 минуты совершил 150 колебаний. Определить, поднимается или опускается аэростат, и с каким ускорением.

4. В начальный момент времени смещение точки от положения равновесия равно 4 см, и скорость точки равна 10 . Период гармонических колебаний точки равен 2 с. Определить амплитуду и начальную фазу колебаний. Записать уравнение для скорости колебаний точки. Смещение изменяется по функции cos (косинуса).

5. Когда к пружине подвешивают груз массой 0,3 кг, она удлиняется на 15 см. Затем пружину растягивают еще на 10 см и отпускают. Определить: 1) жесткость пружины, 2) амплитуду колебаний груза, 3) частоту и период колебаний, 4) максимальную скорость движения груза, 5) максимальное ускорение, 6) зависимость смещения от времени, 7) скорость груза в момент времени t=0,1 с. (Смещение изменяется по функции cos).

6. На вертикальной пружине закреплена горизонтальная платформа массой 740 г. Платформу вывели из положения равновесия и в системе возникли колебания с частотой 5,5 Гц. Записать уравнение колебаний, которые возникнут в системе, если на платформу положить груз массой 600 г, отвести платформу из положения равновесия на 6 см и плавно отпустить. Постройте график скорости платформы при этих колебаниях.

7. Определить, как изменится период колебаний математического маятника, если его длину удлинить на 0,1, где – первоначальная длина маятника. Первоначальный период колебаний до удлинения равен 1 с.

8. В колебательном контуре конденсатор с емкостью 4 мкФ заряжен до максимального напряжения 2 В. Определить собственную частоту колебаний (в герцах) в контуре, если максимальный ток равен 0,1 А.

9. Дифференциальное уравнение свободных колебаний в LC – контуре имеет вид: , ёмкость конденсатора С = 1 нФ. Определить индуктивность контура. Записать уравнение колебаний тока в контуре, если в начальный момент заряд на обкладках конденсатора максимален и равен . Построить график I = f(t) в пределах двух периодов колебаний.

10. Конденсатор емкостью 2 мкФ подсоединили к идеальной катушке индуктивности. В образовавшемся колебательном контуре возникли гармонические колебания с частотой 400 Гц. После этого к первому конденсатору подсоединили параллельно второй такой же конденсатор, оба конденсатора зарядили до напряжения 50 В и затем подключили к той же катушке. Записать уравнение колебаний для напряжения на конденсаторе во втором колебательном контуре. Постройте график для электрической энергии в новом колебательном контуре.

11. Уравнение изменения от времени разности потенциалов в колебательном контуре дано в виде: . Емкость конденсатора равна . Определить: 1) период колебаний; 2) индуктивность контура; 3) максимальный ток в контуре. Записать 4) уравнение колебаний заряда на пластинах конденсатора и 5) электрической энергии конденсатора.