В.И. Юшков для мт15-07, -08 Вариант № 8

1. Электродвигатель трамвайного вагона потребляет ток 100 А при напряжении 600 В и развивает силу тяги 3000 Н. Определить скорость движения трамвая по горизонтальному пути, если КПД двигателя 60%.

2. Амперметр и вольтметр подключили последовательно к батарее с ЭДС 6 В. Если параллельно вольтметру подключить некоторое сопротивление, то показания вольтметра уменьшатся в 2 раза, а показания амперметра во столько же раз увеличатся. Найти показание вольтметра после подключения сопротивления.

3. В схеме на рисунке ЭДС батареи E=100 В, R₁=100 Ом, R₂=200 Ом и R₃=300 Ом. Какое напряжение показывает вольтметр, если его сопротивление равно 2000 Ом? Сопротивлением батареи пренебречь.

4. Д ля измерений раз разности температур посредством термоэлемента иногда применяют схему, показанную на рисунке. Меняя сопротивление высокоомного реостата R₁ достигают того, что стрелка гальванометра G стоит на нуле. Определить разность температур t между спаями термоэлемента 1 и 2 при таких данных: R = 0,1 Ом, внутреннее сопротивление вольтметра R_V = 50 Ом; показание вольтметра при отсутствии тока в гальванометре равно U = 0.07 В; коэффициент термоЭДС термоэлемента (медь–константан) равен  = 4.410^–5 В/С.

5. Напряженность электрического поля Земли 140 В/м и направлена вертикально вниз. Какое ускорение будет иметь пылинка массой 40 мкг, несущая заряд: а) +400 пКл, б) –400 пКл? Сопротивление воздуха не учитывать.

6. Имеются два точечных заряженных тела с зарядами –1 нКл и 12 нКл и массами соответственно 10 г и 100 г. На каком расстоянии друг от друга должны быть расположены заряды, чтобы во внешнем однородном электростатическом поле с напряженностью 10 кВ/м, направленном вдоль прямой, соединяющей эти заряды, они ускорялись как единое целое (т.е. не изменяя взаимного расположения)? Учитывать только электростатическое взаимодействие.

7. Потенциал поля в некоторой области зависит только от координаты x и притом следующим образом: =ax²/2, где a=10 В/м². Чему равен и как направлен вектор напряженности в точке с координатами x=5 см, y=z=10 см?

8. Находящийся в вакууме металлический шарик диаметром 2 см заряжен отрицательно до потенциала 150 В. Сколько электронов, обуславливающих этот заряд, находится на поверхности шарика?

9. Импульсную контактную сварку медной проволоки осуществляют с помощью разряда конденсатора емкостью 1000 мкФ при напряжении на конденсаторе 1500 B. Определить (в МВт) величину средней полезной мощности в разрядном импульсе длительностью 2 мкс, если известно, что КПД установки 4%.

10. Конденсатор переменной емкости подключен к батарее с ЭДС равной 300 В. Какую работу совершает батарея при повороте ручки настройки конденсатора, если емкость изменяется от 10 мкФ до 100 мкФ.

11. Диэлектрик поместили в электрическое поле напряженностью E₀=20 кВ/м. Чему равна (в нКл/м²) поляризованность P диэлектрика, если напряженность E поля в диэлектрике оказалась равной 4 кВ/м?

12. Емкость шарового проводника радиуса 100 мм, окруженного прилегающим к нему концентрическим слоем однородного диэлектрика с наружным радиусом 200 мм, равна 19 пФ. Определить относительную диэлектрическую проницаемость диэлектрика.

13. Имеется круговой виток с током I=5 А. Найти (в мкТл·м) интеграл вдоль оси витка в пределах от ∞ до +∞.

14. Горизонтальная составляющая напряженности магнитного поля Земли равна 2 А/м. Какой ток надо пропустить по кольцу радиусом 1 см, чтобы на его оси на расстоянии от центра 4 см создалось такое же магнитное поле?

15. Магнитное поле создано кольцевым проводником радиусом R=20 см, по которому течет ток I=100 А. На оси кольца расположено другое кольцо малых размеров с магнитным моментом p_m=10 мА∙м². Плоскости колец параллельны, а расстояние d между центрами равно 1 см. Найти (в мкН) силу, действующую на малое кольцо.

16. Рамка площадью 30 см² с током 1 А находится в однородном магнитном поле с индукцией 0.1 Тл. Найти вращающий момент, действующий на рамку, если плоскость рамки перпендикулярна силовым линиям поля.

17. Сколько ампер-витков потребуется для того, чтобы внутри соленоида малого диаметра и длиной 30 см объемная плотность энергии магнитного поля была равна 1.75 Дж/м³.

18. Медный диск радиусом 12 см помещен в однородное магнитное поле, индукция которого равна 0.1 Тл. Диск может вращаться вокруг оси, проходящей через его центр и параллельной линиям магнитного поля. С помощью прижимных контактов по радиусу диска пропускают ток силой 0.5 А. Определить (в мДж) работу, совершаемую при одном повороте диска.

19. Квадратная рамка со стороной 15 см расположена в магнитном поле так, что плоскость рамки составляет угол 30 с направлением поля. Магнитное поле изменяется по закону В=0.15sin(t), где В выражается в теслах. Определить закон, по которому изменяется ЭДС в рамке, и (в мВ) найти ЭДС в момент t=3 с.

20. На соленоид (без магнитного сердечника) диаметром 10 см и длиной 50 см надет виток того же диаметра из медной проволоки сечением 2 мм². Какой (в мА) ток индуцируется в надетом на соленоид витке, если ток в соленоиде изменяется на 0.2 А за секунду и обмотка соленоида имеет 1000 витков. Удельное сопротивление меди 17 нОмм.

21. На постоянный магнит, имеющий форму цилиндра длиной 15 см, намотали равномерно 300 витков тонкого провода. При пропускании по нему тока I=3 А поле вне магнита исчезло. Найти коэрцитивную силу материала магнита.

22. К усок стали внесли в магнитное поле напряженностью Н=1500 А/м. Найти относительную магнитную проницаемость стали в этих условиях, если основная кривая намагничивания для этой стали представлена на рисунке.