Добавил:

KOPHET Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Волгоградский государственный технический университет

Предмет:

Физика

Файл:

КонтрольнаяВариант7

.docx

Скачиваний:

Добавлен:

12.01.2025

Размер:

559.9 Кб

Скачать

☆

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Волгоградский государственный технический университет»

Кировский вечерний факультет

Кафедра «Физика»

Контрольная работа

по физике

Вариант №7

Выполнил (а)
Студент (ка) группы
Ф.И.О.	Sol invictus
Проверил:	доцент, к.ф.-м.н.
	^{(должность, степень, Ф.И.О.)}
Результат проверки:
	^{(оценка, дата, подпись преподавателя)}

Волгоград 202*

1. Температура вольфрамовой нити электролампы , диаметр , сила тока в ней . Определить напряженность поля в нити.

Дано

Решение

По определению плотность тока равна:

где I – сила тока, S – поперечное сечение вольфрамовой нити.

Площадь поперечного сечения вольфрамовой нити равна:

Запишем закон Ома в дифференциальной форме:

где Е – напряженность поля в нити, – удельное сопротивление.

– удельное сопротивление вольфрама при температуре , – температурный коэффициент сопротивления.

Из уравнения имеем:

Подставляем значения:

Проверка размерности:

Ответ:

2. При каком внешнем сопротивлении потребляемая полезная мощность будет максимальной, если два одинаковых источника тока с внутренним сопротивлением каждый соединены параллельно?

Дано	Решение

При параллельном соединении одинаковых источников тока батарея имеет такую же ЭДС, как и ЭДС одного элемента, т.е.

Внутреннее сопротивление батареи рассчитаем по правилу параллельного соединения сопротивлений:

Полезная мощность (мощность, выделяемая на внешнем участке цепи, сопротивление которого равно R) максимальна, если внутреннее сопротивление батареи r равно сопротивлению нагрузки R:

Подставляем значения:

Проверка размерности:

Ответ:

3. Аккумулятор с ЭДС заряжается от сети постоянного тока с напряжением . Определить напряжение на клеммах аккумулятора, если его внутреннее сопротивление .

Дано

Решение

Составим эквивалентную схему:

Для расчета разветвленных цепей применим правило Кирхгофа. Выберем произвольное направление тока, как оно показано на рисунке, и условимся обходить контур по направлению тока (оно изображено внутри контура полукругом).

По второму закону Кирхгофа для контура запишем:

Откуда ток в цепи равен:

Тогда напряжение на сопротивлении равно:

Подставляем числа:

Проверка размерности:

Ответ:

4. По двум бесконечно длинным проводам, скрещенным под прямым углом, текут токи и ( ). Определить магнитную индукцию В в точке А, равноудаленной от проводов на расстояние .

Дано

Решение

Бесконечно длинный проводник с током создает в точке А магнитное поле в индукцией:

Магнитную индукцию найдем исходя из принципа суперпозиции полей:

Так как вектора , то суммарный вектор индукции найдем по теореме Пифагора:

По условию , тогда получаем:

Подставляем числа:

Проверка размерности:

Ответ:

5. Однозарядные ион лития массой прошел ускоряющую разность потенциалов и влетел в скрещенные под прямым углом однородные магнитное и электрическое поля. Определить магнитную индукцию В поля, если траектория иона в скрещенных полях прямолинейна. Напряженность Е электрического поля равна .

Дано

Решение

Кинетическая энергия иона лития, прошедшего разность потенциалов , согласно закону сохранения энергии равна:

отсюда скорость иона:

На ион лития, движущийся перпендикулярно магнитному полю, действует сила Лоренца

где B – индукция магнитного поля.

Так как , то , получаем:

Со стороны электрического поля тоже действует сила равная

Результирующая сила равна сумме этих векторов:

Угол между векторами и равен .

Модуль силы тогда равен:

Так как ион лития двигается прямолинейно, то действие сил должно быть скомпенсированным. Иначе перпендикулярно вектору скорости будет действовать сила, которая будет искривлять траекторию иона. Поэтому .

То есть

, ,

Подставляем числа:

Проверка размерности:

Ответ:

6. Проволочный виток диаметром и сопротивлением находится в однородном магнитном поле ( ). Плоскость витка составляет угол с линиями индукции. Какой заряд протечет по витку при выключении магнитного поля?

Дано

Решение

Площадь кругового витка диаметром D равна:

Если магнитное поле однородное с индукцией В, то площадь витка будет пронизывать магнитный поток:

где – угол между нормалью к плоскости витка и вектором ,

– угол между плоскостью витка и вектором .

После выключения магнитного поля магнитный поток равен:

По закону Фарадея ЭДС индукции равно отношению изменения магнитного потока ко времени:

С другой стороны, по закону Ома:

Тогда

Ток за время пронесет по контуру заряд:

За все время изменения поля по контуру пройдет заряд

Подставляем числа:

Проверка размерности:

Ответ: .

7. На тонкий стеклянный клин падает нормально монохроматический свет. Наименьшая толщина клина, с которой видны интерференционные полосы в отраженном свете, равна . Расстояние между полосами . Найти угол между поверхностями клина.

Дано

Решение

Первый интерференционный максимум образован в том месте, где толщина клина равна d. С учетом того, что один луч отражается от оптически более плотной среды, разность хода лучей в этом месте равна наименьшему нечетному числу (1∙λ/2) длин полуволн:

где n – показатель преломления стекла.

Откуда длина световой волны

Разность хода лучей для второго максимума на λ больше, чем для первого:

Из подобия треугольников следует:

Исключим l:

Подставляем числа:

( )

Ответ: град.

8. Чему должна быть равна ширина дифракционной решетки с периодом , чтобы в спектре первого порядка был разрешен дублет и ?

Дано

Решение

Пусть есть две спектральные линии с близкими длинами волн и . Они будут считаться разрешенными, если главный максимум дифракционной картины для одной длины волны совпадает с первым дифракционным минимумом того же порядка для второй длины волны.

Разрешающая способность дифракционной решетки равна:

С другой стороны,

где – порядок спектра, – число штрихов дифракционной решетки.

Таким образом, две линии будут разрешены, если выполняется условие:

Число штрихов дифракционной решетки равно:

Тогда

Подставляем числа:

Проверка размерности:

Ответ: 9. Чему равен угол между главными плоскостями двух поляризаторов, если интенсивность естественного света, прошедшего через них, уменьшилась в 5,4 раза? Считать, что каждый поляризатор отражает и поглощает 14% падающего на них света.