Электродинамика

Задача № 9900

3.5.16. Школьник, используя вольтметр, предназначенный для измерения как постоянного, гак и переменного напряжений, обнаружил, что при подключении к розетке с обозначением «~220» вольтметр показывает напряжение U1 = 220 B, а при подключении к большому аккумулятору - напряжение U2= 100 B. Какое напряжение покажет вольтметр, если соединить оба этих источника последовательно, то есть если соединить одну из клемм аккумулятора с одним из выводов розетки, а к другой клемме и второму выводу розетки подключить вольтметр?

Задача № 9898

3.5.15. Газоразрядная лампа зажигается, когда напряжение между ее электродами становится равным U0 =155 B, и гаснет, если напряжение на ней падает ниже этой величины. Какое время Δt в течение одного полупериода светит такая лампа, подключенная к сети переменного тока с частотой f = 50 Гц и амплитудой напряжения Um =310 B?

Задача № 9896

3.5.14. Заряженный конденсатор подключили к катушке, в результате чего в цепи возникли гармонические колебания. В момент, когда ток через катушку обратился в нуль, с помощью ключа K отсоединили эту катушку, и вместо нее подсоединили катушку с вдвое большей индуктивностью. Во сколько раз изменились амплитуды колебаний тока и напряжения на катушке после этого?

Задача № 9890

3.5.11. На какую длину волны λ настроен колебательный контур с индуктивностью L=10 мкГн, если максимальный ток в контуре L = 0,1 A, а максимальное напряжение на конденсаторе Um = 6,28 B? Скорость распространения электромагнитных волн c=3∙108 м/с. Активным сопротивлением в контуре пренебречь.

Задача № 9888

3.5.10. Найти эффективное значение силы тока, текущего через амперметр в цепи, схема которой изображена на рисунке. Найти также, какая средняя мощность выделяется во всей цепи за один период изменения напряжения. Сопротивлением амперметра, источника переменного напряжения и соединительных проводов пренебречь. Напряжение на клеммах источника изменяется по закону U = U0 sin ωt. Принять R = 50 Ом, С = 1 мкФ, ω= 104 рад/с, U0 = 10В.

Задача № 9886

3.5.9. Цепь, изображенная на рисунке, состоит из конденсатора емкостью C = 1 мкФ, катушки индуктивностью L = 12,5 мГн, источника с ЭДС ℇ = 100В и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением, а также ключа К, первоначально находящегося в разомкнутом состоянии. В некоторый момент времени ключ замкнули и держали в замкнутом состоянии в течение времени τ =1 мс, а затем разомкнули. До какого максимального напряжения Umax может зарядиться конденсатор после этого? Считать, что в момент замыкания ключа ток в цепи был равен нулю. Сопротивлением катушки и соединительных проводов пренебречь.

Задача № 9884

3.5.8. Цепь, изображенная на рисунке, состоит из конденсатора, катушки, источника с ЭДС ℇ и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением, а также ключа K. В начальный момент времени ключ разомкнут, а конденсатор заряжен до напряжения U0 с полярностью, указанной на рисунке. Какого максимального значения Umax может достичь напряжение на конденсаторе после замыкания ключа? Сопротивлением катушки и соединительных проводов пренебречь. Провести численный расчет для случая ℇ =200 B, U0 = 199 В.

Задача № 9882

3.5.7. Заряженный конденсатор подключили к катушке, в результате чего в цепи возникли гармонические колебания. В момент, когда напряжение на конденсаторе обратилось в нуль, к нему с помощью ключа K подсоединили еще один такой же конденсатор. Во сколько раз изменились амплитуды колебаний тока и напряжения на катушке после этого?

Задача № 9880

3.5.6. Катушка индуктивностью L = 3 мГн подключена к двум последовательно соединенным конденсаторам (см. рисунок), один из которых, емкостью C1 =10-7 Ф, заряжен вначале до напряжения U1 =150 B, а второй, емкостью С2 = 3∙10-7 Ф, разряжен. Чему будет равна максимальная сила тока Imax в цепи после замыкания ключа? Потерями в соединительных проводах и в катушке индуктивности пренебречь.

Задача № 9878

3.5.5. В цепи, показанной на рисунке, конденсатор емкостью C1 =10-5 Ф вначале заряжен до напряжения U1 = 200 B, а конденсатор емкостью С2=10-6 Ф разряжен. До какого максимального напряжения U2max может зарядиться конденсатор C2 в процессе колебаний, возникающих в цепи после замыкания ключа? Потерями в соединительных проводах и в катушке индуктивности пренебречь.

Задача № 9876

3.5.4. В таблице показано, как изменялся заряд конденсатора в колебательном контуре с течением времени:
t,10-6c 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
q,10-9Кл 2 1,42 0 -1,42 -2 -1,42 0 1,42 2 1,42
Какова энергия WM1 магнитного поля катушки в момент времени t1 = 5∙10-6 с, если емкость конденсатора C=50пФ? Ответ выразите в нДж и округлите его до целых.

Задача № 9874

3.5.3. В идеальном колебательном контуре амплитуда колебаний силы тока в катушке индуктивности Im = 5 мА, а амплитуда напряжения на конденсаторе Um = 2,0 В. В момент времени t напряжение на конденсаторе равно U = 1,2 В. Найдите силу тока в катушке в этот момент.

Задача № 9822

3.5.2. Колебательный контур состоит из катушки индуктивностью L = 1 мГн и плоского воздушного конденсатора емкостью С = 1 нФ. Найти среднюю за период колебаний силу притяжения обкладок конденсатора друг к другу, если амплитуда тока в катушке равна I0 = 1 А. Площадь обкладки конденсатора S = 0,5 м2. Электрическая постоянная ε0 =8,85*10-12Ф/м.

Задача № 9820

3.5.1. Конденсатор емкостью C = 0,1 мкФ, заряженный до напряжения U = 100 B, подсоединяют к катушке индуктивностью L = 1 мГн. Чему равна величина тока I через катушку спустя время t0 =0.785 10-5 с после подключения конденсатора? Сопротивлением катушки и соединительных проводов пренебречь.

Задача № 9808

3.4.24. Квадратная рамка со стороной b = 5 см изготовлена из медной проволоки сопротивлением R= 0,1 Ом. Рамку перемещают по гладкой горизонтальной поверхности с постоянной скоростью v вдоль оси Ох. Начальное положение рамки изображено на рисунке. За время движения рамка проходит между полюсами магнита и вновь оказывается в области, где магнитное поле отсутствует. Индукционные токи, возникающие в рамке, оказывают тормозящее действие, поэтому для поддержания постоянной скорости движения к ней прикладывают внешнюю силу F, направленную вдоль оси Ох.

Задача № 9786

3.4.14. Каркас, состоящий из двух коаксиальных цилиндров с радиусами r =10 см и R = 20 см, может свободно вращаться вокруг закрепленной горизонтальной оси OO1. На каркас намотана изолированная проволока так, как показано на рисунке. К нижнему концу проволоки прикреплен груз, а ее верхний конец тянут с постоянной скоростью v = 1 м/с вертикально вверх. Цилиндры находятся в однородном магнитном поле с индукцией B = 0,5 Тл, параллельной оси цилиндров. Найти напряжение между концами проволоки, когда на цилиндре радиусом R остается хотя бы часть проволоки.

Задача № 9780

Квадратная рамка с прямой перемычкой, соединяющей середины противоположных сторон, помещена в однородное магнитное поле B = 0,5 Тл, вектор индукции которого B перпендикулярен плоскости рамки. Рамку, сгибая вдоль перемычки, складывают вдвое так, что плоскость одной ее половины все время остается перпендикулярной B. Длина стороны рамки равна L = 10 см, сопротивление единицы длины тонкой проволоки, из которой изготовлены рамка и перемычка, равно ρ = 0,1 Ом/м. Пренебрегая индуктивностью проволоки, найти заряд, протекший через перемычку.

Задача № 9778

Два прямых проводящих стержня соединены гибкими проводниками и образуют прямоугольный контур со сторонами a = 30 см и b = 50 см. Контур помещен в однородное магнитное поле с индукцией B = 5∙10-3Тл, направленной перпендикулярно его плоскости. Какой заряд Δq протечет по контуру, если перевернуть на 180° один из стержней, оставляя гибкие проводники натянутыми и не допуская замыкания между ними? Сопротивление контура R = 1 Ом.

Задача № 9774

Катушка индуктивностью L = 0,4 Гн с сопротивлением обмотки R = 2 Ом подключена параллельно с резистором сопротивлением R1 =8 Ом к источнику с ЭДС ℇ= 6 В и внутренним сопротивлением r = 0,2 Ом. Какое количество теплоты Q выделится в резисторе R1 после отключения источника?

Задача № 9772

На проволочную катушку надето проводящее кольцо, покрытое изоляцией. Плоскость кольца перпендикулярна оси катушки. При линейном нарастании тока в катушке от нуля до I1 = 5 А за время t1 = 9 c в кольце выделяется количество теплоты Q1= 0,5 Дж. Какое количество теплоты Q2 выделится в кольце, если ток в катушке будет линейно возрастать от нуля до I2 = 10 А за время t2 = 3 с?

Страницы

Подписка на Электродинамика