Фізика, кр2, вар1

КОНТРОЛЬНА РОБОТА N2

201.Гальванометр має 100 поділів, ціна кожного поділу 1 мкА, внутрішній опір його 1 кОм. Як із цього гальванометра зробити амперметр для вимірювання струму до 1 А чи вольтметр для вимірювання напруги до 100 В?

Щоб з цього гальванометра зробити амперметр для вимірювання струму до 1 А або вольтметр для вимірювання напруги до 100 В, необхідно, щоб гальванометр мав опір

. Щоб зменшити опір ділянки ланцюга з гальванометром, паралельно підключимо до нього резистор R1, причому. Звідки. Тепер ціна кожного поділу 10 мА, або 1 (у випадку для вольтметра).

Відповідь:слід до гальванометра паралельно підключити резистор опором 111 Ом.

211-213.По тонкому прямолінійному провіднику протікає постійний струм I. Знайти індукцію магнітного поля на відстані b від провідника в точці О' для випадків, зазначених на рис.25 (а - для 211 задачі; б - для 212; в – для 213)

Рішення:

Для вирішення завдань скористаємося законом Біо-Савара-Лапласа і принципом суперпозиції магнітних полів. Вектори від всіх елементів струму мають однаковий напрямок — за площину малюнка. Тому додавання векторів dBможна замінити додаванням їх модулів dB, причому

З малюнка видно, що dlcosά=rdaіr=b/cosά, тому

. Інтегруючи останній вираз по всіх елементах струму, що еквівалентно інтегруванню (провідник приймаємо нескінченної довжини, оскільки його довжина невідома), знаходимо

Відповідь:

221.По круглому нескінченно довгому провіднику радіусом R тече струм постійної щільності j. Знайти магнітну індукцію як відстань від осі провідника.

1. Малюнок. а) зображаємо переріз циліндричного провідника (рис 2);б) силові лінії є концентричними колами, центри яких лежать на осі провідника; в) вибираємо контур у вигляді кола, що збігається з силовою лінією. Контур проводимо через обрану довільну точку простору: а) А1 у разі x R (контур L2); г) вибраний контур охоплює у разі “a” частину провідника зі струмом; у разі "б" весь провідник.

2. Оскільки ми маємо справу з двома випадками (а) x R), то знаходимо циркуляцію вектора

вздовж обох контурів:

3. Розрахуємо повний струм, охоплений контурами:

Оскільки струм, поточний провідником, дорівнює

, то щільність струму на другому контурі

, тобто повний струм, охоплений контуромL2, дорівнює

4. Прирівнюємо циркуляцію та струм з урахуванням μ0(

Відповідь:

231.Довгий прямий провідник зі струмом I і П-подібний провідник з рухомою перемичкою розташовані в одній площині (рис.30). Перемичку, довжина якої l переміщують вправо з постійною швидкістю v. Знайти е.р.с. індукції у контурі як функцію відстані r.

1. Малюнок: а) зобразимо провідник та рамку у площині XOY (рис.3). Провідник направимо вздовж осі Y. Перемичку переміщатимемо в напрямку осі X; б) вектор магнітного поля прямолінійного провідника, в якому знаходиться рамка, спрямований перпендикулярно площині рамки протилежно осі Z. Величина його залежить від r.

2. Визначаємо напрямок індукційного струму:

а) з часом потік через площу рамки збільшується, оскільки при видаленні перемички від провідника зростає площа контуру. Отже:

б) поле індукційного струму Вінднаправлено так само, як і основне поле;

в) за правилом буравчика індукційний струм направлений за годинниковоюстрілки.

3. Визначаємо напрямок позитивної нормалі n до контуру. Вона спрямована проти осі Z.

4. Розраховуємо магнітний потік через площу рамки, враховуючи, що модуль магнітної індукції для нескінченного прямолінійного провідника

, площа рамки

, де a– початкова відстань від провідника зі струмом до рамки, тобто:

5. Знаходимо електрорушійну силу індукції:

Відповідь:

241.Між скляною пластинкою і плоскою опуклою лінзою, що лежить на ній, знаходиться рідина. Знайти показник заломлення рідини, якщо радіус r3 третього темного кільця Ньютона при спостереженні у відбитому світлі з довжиною хвилі = 0,6 мкм дорівнює 0,82 мм. Радіус кривизни лінзи R = 0,5 м-коду.

Оптична різниця ходу променів, отримана при відображенні від плівки, знаходиться за формулою

, деn-показник заломлення рідини,b-відстань від краю лінзи до пластинки. Вважаючи

і враховуючи, що при відображенні від платівки відбувається зміни фази на π, отримуємо

З малюнка (де r-радіус кільця Ньютона) видно, що (через малості bми знехтували величиною b 2 в порівнянні з 2 Rb)

. Умова знаходження максимумів і мінімумів світла. Прирівнявши обидва вирази, отримаємо

. Знайдемо показник заломлення рідини

251.Яке найменше число Nminштрихів має містити дифракційні грати, щоб у спектрі другого порядку можна було бачити окремо дві жовті лінії натрію з довжинами хвиль λ1= 589,0 нм і λ2= 589,6 нм? Яка довжина таких решітки, якщо постійні грати d = 5 мкм?

Роздільна здатність дифракційної решітки визначається співвідношенням

, де m - порядок спектру,

- мінімальна різниця довжин хвиль двох сусідніх спектральних ліній, тобто

. Звідси.Довжина таких грат дорівнює 9,82 мм.

Відповідь: 1964; 9,82 мм.

261.Пластинку кварцу товщиною d = 2 мм помістили між паралельними миколями, внаслідок чого площина поляризації монохроматичного світла повернулася на кут φ = 53 о . Якої найменшої товщини dmin слід взяти платівку, щоб поле зору поляриметра стало темним?

Кут повороту площини поляризації монохроматичного світла під час проходження через оптично активну речовину:

. Для того щоб поле зору поляриметра залишалося темним, кут повороту повинен скласти, тобто

271.Знайти температуру печі, якщо відомо, що з отвору в ній розміром 6.1см 2

випромінюється в 1 секунду енергія 8.28 калорій.

Враховуючи, що 1 кал=4,18Дж, а 1см 2 =10 -4 м 2 обчислимо інтенсивність випромінювання печі:

. Відповідно до закону Стефана-Больцмана,

, де

постійна Стефана-Больцмана, значення якої дорівнює 5,67 * 10 -8 Вт / (м 2 * До 4). Знайдемо звідси температуру печі:

281.Визначити червону межу фотоефекту для калію та срібла, роботи виходу для яких рівні відповідно Ak = 2,2 еВ, і Aс. = 4,7 еВ. Чи ці метали придатні для використання їх у фотоелементі при опроміненні видимим світлом?

Визначимо червону межу фотоефекту

для калію та срібла:

Оскільки довжина хвилі видимої частини спектру укладена між 380 нм і 760 нм, то укладаємо, що срібло не придатне для використання його у фотоелементі при опроміненні видимим світлом, а придатний калій.

Відповідь: срібло – ні, калій – так.

291.Нехай електрон укладено в області порядку 1 А (1 ангстрем = 10 -10 м). Чому дорівнює невизначеність його імпульсу? Якій енергії це відповідає? (Це приблизно енергія зв'язку електрона в атомі).

Відповідно до співвідношення невизначеностей Гейзенберга

. Обчислимо мінімальну невизначеність імпульсу

ЕнергіяEвільної частинки масиmпов'язана з її імпульсомpспіввідношенням

Відповідь:

;