Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Індивідуальні завдання з фізики. Частина 2.pdf
Скачиваний:
64
Добавлен:
19.05.2015
Размер:
1.17 Mб
Скачать

ПОЛТАВСЬКА ДЕРЖАВНА АГРАРНА АКАДЕМІЯ АІНН інститут

Інженерно-технологічний факультет Кафедра вищої математики, логіки і фізики

Індивідуальне завдання з ФІЗИКИ

для студентів денної форми навчання напряму підготовки 6.100102 – «Процеси, машини та обладнання АПВ»

Частина 2 (2 семестр)

Полтава – 2014

Індивідуальні завдання з фізики для студентів за напрямом підготовки 6.100102

«Процеси, машини та обладнання АПВ». В двох частинах. – Ч.2. – 2014 року. − 41 с.

Розробник: Рижкова Т.Ю., старший викладач кафедри вищої математики, логіки і фізики

Затверджені на засіданні кафедри вищої математики, логіки і фізики Протокол від «_1_»__вересня__ 2014 року № _1_

2

Порядок оформлення індивідуального завдання

Завдання виконують на аркушах формату А4 з рамками стандартного розміру (зліва 20 мм, всі інші по 5 мм).

Варіант завдання вибирається з таблиці 1 за прізвищем, ім’ям, по-батькові студента.

При виконанні завдань текст, формули і розрахунки повинні бути написані чітко, а числові значення величин мати розмірності, що відповідають Міжнародній системі одиниць (СІ). В розв’язку кожної задачі повинні міститися чіткі пояснення фізичних процесів, явищ або законів, ґрунтуючись на яких необхідно провести сам розв’язок.

Рисунки та схеми необхідно виконувати креслярськими приладдями з дотриманням ДСТУ (державних стандартів України). Графіки, рисунки, векторні діаграми слід будувати на масштабнокоординатному папері формату А4 у масштабі, що забезпечує належну наочність, та прикріплювати їх у кінці завдань.

Також, наприкінці роботи необхідно подати список використаної літератури, поставити дату виконання й особистий підпис.

Загальна кількість балів за виконання індивідуального завдання – 14 балів, тобто кожна задача теоретичного або практичного змісту оцінюється в 2 бали.

Індивідуальне завдання повинно бути здано в перший тиждень навчання

2 семестру (2-6 березня 2015 року!!!) та захищено студентом за умови, що всі розрахунки виконані вірно, а оформлення завдання відповідає вказаним вище вимогам.

Приклад оформлення розв’язку задач

Приклади розв’язування та оформлення задач Задача. На кінцях залізного провідника довжиною 1,5 м і радіусом перерізу 0,3мм підтримується

напруга 10 В. Визначити :

а) потужність, яка споживається провідником; б) кількість теплоти, що виділяється в провіднику за 1 годину; в) густину струму.

Дано:

СІ

l = 1,5 м

 

r = 0,3мм

= 3 10 4 м

U = 10 В

 

t = 1 год.

= 3600

 

с

N - ?, Q -

 

?,

 

j - ?, n -

 

?.

 

 

 

 

 

 

 

Розв’язання:

 

 

 

 

 

 

 

 

а) потужність визначимо за формулою:

N = I U

 

 

 

 

 

За законом Ома

 

U

 

, де

R

 

l

, ρ – питомий опір, R - опір,

 

 

I

 

 

 

 

R

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

тоді виведемо

N

 

U S , де площа поперечного перерізу S = π r

; отже

 

 

ρ l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100 3,14 9 10

8

 

 

Знайдемо споживану потужність:

N

 

 

 

 

157 Вт .

 

 

 

1,2 10 7 1,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

U S

 

U r 2

 

 

10 3,14 9 10 8

 

 

Знайдемо струм:

I

 

 

 

 

 

 

 

 

;

І

 

 

 

15, 7 А .

 

 

l

 

 

1, 2 10 7

 

 

 

 

 

 

R

 

 

 

l

 

 

1,5

 

 

б) кількість теплоти з закону Джоуля-Ленца: Q = I U t = N t;

 

U

2

π r

2

N

 

 

 

ρ l

 

 

 

 

;

Q 157 3000 565200 Дж 5, 652 105 Дж

в ) густина струму:

j

I

 

I

;

S

r

 

 

 

2

 

тоді

j

15,

7

 

5, 56 10

7

2

.

3,14 9

10

8

 

А / м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Відповідь: 157 Вт, 5,652.105 Дж, 5,56.107 А/м2.

Задача . На пружину діє сила 120 Н. Знайти на скільки видовжилася пружина, якщо потенціальна енергія пружної деформації дорівнює 3 Дж.

Розв’язання:

Дано:

СІ

F 120 H

 

 

 

3

E 3 Дж

 

 

Як відомо, потенціальна енергія пружної деформації дорівнює:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∆ х − ?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

 

F l

,

(1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

де F

– сила, що викликає пружну деформацію;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l

– видовження пружини.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Визначимо з формули (1) видовження: l

2 E

п

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Підставимо числові значення: l

2 3

0,05

(м).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

120

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Відповідь: 0,05 м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

He

 

B H

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

Задача. Визначити

елемент що

утворюється

при ядерній

реакції:

 

10

1

A

 

2

 

5

1

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

енергію зв’язку реакції.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Розв’язання:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Використаємо закон збереження масового числа і заряду:

 

 

 

 

 

 

 

4+10 = 1+А

 

А = В;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2+5 = 1+Z

 

Z = 6.

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

Х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отримали, що

В

 

6

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

і визначити

Отже, реакція буде мати вигляд: 24 He 105 B 11H 136 C.

 

E

931 m

m

m

Енергію зв’язку реакції визначимо за формулою:

зв.

 

He

B

H

 

 

 

 

 

в атомних одиницях, тоді енергія вимірюється в МеВ.

m c

. Маси візьмемо

E

931 4,00260

10,01294 1,00783 13,00335 4,06

зв.

 

 

МеВ.

Відповідь: 4,06 МеВ.

Приклад завдання на побудову векторних діаграм для кіл змінного струму

Дано нерозгалужене коло змінного струму, в якому представлені всі типи лінійних елементів: активний опір R, ємнісний елемент C (конденсатор) та індуктивний елемент L (котушка).

R

U

C

L

 

Побудуємо векторну діаграму напруг і струму для цього кола:

1.

Струм I

протікатиме однаковий у всіх елементах такого кола.

2.

Напруга

U

R

на активному опорі збігатиметься за фазою з силою струму.

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

Напруга на ємнісному елементі U

C

відставатиме за фазою від струму на кут 900.

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

Напруга на індуктивному елементі

U

L

випереджатиме струм на 900.

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Додаванням векторів

U

L

U

C

 

 

знайдемо реактивну складову повної напруги.

6.Додаванням векторів активної UR та реактивної UL UC складових за правилом паралелограма знайдемо вектор повної напруги цього кола:

U

U

R

U

L

 

 

U

C

 

.

4

UL UC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UL-UC

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

φ

UR

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Перенесенням реактивної складової, отримаємо прямокутний трикутник напруг, з якого

знайдемо скалярне значення повної напруги

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

U

2

U

 

U

 

 

2

.

(1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

L

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Загальна форма закону Ома для кола змінного струму: I

 

U

, де

Z – повний опір кола. Звідси

 

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z UI , з урахуванням (1), маємо:

 

 

 

U L

UC 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U R2

 

 

U R2

U L

 

UC 2

 

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

I

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

2

X L

X C

2

 

 

 

2

 

 

 

 

R

 

 

 

 

R

 

ωL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ωC

 

Аналогічною дією над сторонами трикутника напруг його можна перетворити на трикутник опорів:

Z

X

φ

R

де

X X L X C

– реактивний опір кола,

X L

– індуктивний опір,

X C

– ємнісний опір. З трикутника

будь-який невідомий вид опору можна знайти через два відомих за теоремою Піфагора або через один

опір та кут φ , наприклад,

X Z sin φ .

 

 

 

 

 

 

 

Отже, повна форма закону Ома для кола змінного струму з послідовним з’єднанням елементів:

 

I

 

U

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

2

 

R

2

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

C

 

 

Резонанс напруг

За умови

X

 

X

 

, тобто

ωL

1

 

 

L

 

C

 

ωC

спостерігається явище резонансу напруг. індуктивність котушки L , або ємність

у колі змінного струму з послідовним з’єднанням опорів Виконання умови резонансу можна досягти змінюючи або

конденсатора

C , або частоту струму, щоб

ω

1

.При

LC

 

 

 

 

резонансі котушка і конденсатор обмінюються енергією між собою, але не обмінюються нею з мережею. З мережі надходить тільки та енергія, яка потрібна для покриття втрат в активному опорі.

Ознаки резонансу напруг: повний опір кола мінімальний і дорівнює активному Z R ; сила

струму

I максимальна (оскільки опір мінімальний); напруги U L та UC

рівні за значенням, тому

взаємно

компенсуються (оскільки протилежні за знаком): U L UC 0 ;

повна напруга U U R

співпадає за фазою з силою струму φ 0 .

 

Векторна діаграма резонансу напруг має вигляд:

5

UL

UR I

UC

7. Дано розгалужене коло змінного струму.

Коло з паралельним з’єднанням елементів називається розгалуженим.

U

R

C

L

Розглянемо векторну діаграму струмів і напруги для цього кола:

IC

IL

 

 

IL-IC

 

 

I

 

 

 

 

 

0

φ

IR

U

 

 

 

IL

 

 

 

Побудуємо векторну діаграму напруг і струму для цього кола:

1. Напруга U

однакова на всіх елементах такого кола.

2.Струм IR на активному опорі збігається за фазою з напругою.

3.Струм на ємнісному елементі IC випереджає за фазою напругу на кут 900.

4.Струм на індуктивному елементі IL відстає від напруги на 900.

5. Додаванням векторів

I

L

I

C

знайдемо реактивний струм.

 

 

 

 

6.Додаванням векторів активного IR та реактивного IL IC струмів за правилом паралелограма знайдемо вектор повної напруги цього кола. Отже, вектор повної сили струму цього кола дорівнює сумі векторів сил струмів на окремих елементах:

I IR IL IC .

Отримаємо прямокутний трикутник струмів та знайдемо з нього скалярне значення повної сили

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

струму I IR2

IL IC 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Загальну форму закону Ома для розгалуженого кола змінного струму записують: I U y , де

y

1

– повна провідність кола.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Звідки

y

I

. Розписавши повну силу струму

 

I через сили струмів на окремих елементах,

 

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

маємо:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IL

IC 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IR2

 

IR2

 

IL

 

 

IC 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

b b

2

.

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

 

U

 

 

 

 

 

 

 

 

L C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U

 

 

U

 

 

 

 

 

 

Аналогічною дією над векторами сил струмів діаграму можна перетворити на трикутник провідностей.

6

y

b

φ

g

де g – активна провідність; b bL bC – реактивна провідність кола, bL – індуктивна провідність, bC

– ємнісна провідність [См].

Отже, повна форма закону Ома для кола змінного струму з послідовним з’єднанням елементів:

I U

g

2

b

b

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

C

 

 

.

Резонанс струмів

За умови bL bC ,

тобто

 

1

ωC у колі змінного струму з паралельним з’єднанням елементів

 

 

 

 

 

 

ωL

 

 

 

 

спостерігається явище

резонансу струмів. Виконання умови резонансу можна досягти

зміною або

індуктивності котушки L , або ємності конденсатора C , або частоти струму, щоб ω

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LC

y g ; сила

Ознаки резонансу струмів: повна провідність кола мінімальна і дорівнює активній

струму I

мінімальна (оскільки провідність мінімальна); сили струмів I L та

IC рівні за значенням, тому

взаємно

компенсуються (оскільки протилежні за знаком): IL IC 0 ;

повна сила

струму I IR

співпадає за фазою з напругою

φ 0 .

 

 

 

 

Векторна діаграма резонансу струмів має вигляд:

IC

IR U

IL

Потужність змінного струму

 

Потужність струму визначається добутком сили струму на напругу. Помноживши всі сторони

трикутника напруг на силу струму, або трикутника сил струмів на напругу, отримуємо трикутник потужностей:

S

Q

φ

P

де P I 2R IUR IU cosφ – активна потужність, вимірюється у ватах (Вт), витрачається на виконання

корисної роботи;

Q QL QC I 2 X L XC I UL UC IU sin φ – реактивна потужність, вимірюється у вольт-амперах реактивних (вар), генератор періодично обмінюється нею з реактивним навантаженням;

S I 2Z IU P2 Q2 – повна потужність, вимірюється у вольт-амперах (В·А).

Коефіцієнт потужності ( cosφ ) – це величина, що показує, яку частину від повної потужності становить активна (корисна) потужність: cosφ PS .

7

Завдання на побудову зображень згідно законів геометричної оптики

Побудувати зображення світної точки S у двогранному плоскому дзеркалі з α = 90°. Розв’язування

Розбіжний пучок світла, що виходить із точки S, після відбивання від дзеркала 1 падає і відбивається від дзеркала 2. На перетині продовження відбитих променів розташовані уявні зображення SІ у першому дзеркалі і SІІ — у другому. Промені від точки S, які відбиваються від дзеркала 2 і потім падають на дзеркало 1, дають уявні зображення SIII і SIV відповідно. Зображення SIII і SIV збігаються.

8

Приклад оформлення титульного листа

індивідуального завдання

 

 

 

5

Мін АП та продовольства України

Полтавська державна аграрна академія

АІНН інститут

 

Інженерно-технологічний

Кафедра

факультет

 

ВМ,ЛіФ

20

 

 

І н д и в і д у а л ьн е

з а в д а н н я

 

 

2 семестр

 

Дисципліна:

ФІЗИКА

 

Виконав:

студент _ курсу _ групи

 

______________________

 

(Прізвище, ім’я, по батькові)

Перевірив:

ст. викладач Рижкова Т.Ю.

 

 

5

 

Полтава 2015

 

 

 

5

9

Таблиця вибору варіанту індивідуального завдання

 

Група

 

 

Номери задач

 

 

 

ІТФ_1_1

 

 

 

 

 

 

 

 

Варіант

Прізвище та ініціали студента

1

2

3

4

5

 

6

7

1

Борута Віталій Олександрович

21

194

92

214

139

 

336

395

2

Бредун Євгенія Вадимівна

37

184

115

257

152

 

362

430

3

Галкін Владислав Олександрович

14

274

78

244

125

 

349

418

4

Горпинченко Владислав Сергійович

52

168

103

269

320

 

326

429

5

Гужва Андрій Олексійович

29

290

91

227

151

 

361

407

6

Дубовик Вячеслав Олександрович

63

183

198

272

319

 

371

446

7

Іващенко Маргарита Федорівна

20

275

90

256

138

 

335

417

8

Корнієнко Антон Русланович

36

193

102

268

318

 

370

451

9

Костін Андрій Вікторович

1

289

66

213

124

 

325

394

10

Куліков Микола Романович

64

167

197

273

317

 

372

445

11

Курсабаєв Євгеній Аманжолович

28

282

79

243

140

 

360

450

12

Мацківський Ігор Вікторович

65

182

203

258

311

 

385

406

13

Мирошниченко Валентина Іванівна

13

288

77

226

137

 

348

444

14

Мілька Костянтин Андрійович

46

185

101

255

310

 

373

428

15

Попович Ігор Олександрович

51

166

114

228

297

 

324

391

16

Проценко Станіслав Геннадійович

62

169

202

270

309

 

369

405

17

Савченко Назарій Костянтинович

15

276

89

212

136

 

334

443

18

Сухно Тарас Вікторович

35

181

113

267

153

 

350

416

19

Труш Володимир Валерійович

53

158

199

225

308

 

374

452

20

Тутка Антон Олександрович

2

287

67

242

123

 

347

393

21

Шовкопляс Ярослав Дмитрович

38

170

104

259

150

 

351

431

22

Яровий Ілля Дмитрович

27

195

80

215

296

 

368

419

 

ІТФ_1_2

 

 

 

 

 

 

 

1

Бабич Ярослав Володимирович

12

186

88

229

122

323

408

2

Бардіна Тетяна Олегівна

50

180

116

253

299

375

432

3

Бодак Владислав Євгенійович

30

281

93

241

135

337

442

4

Гаращенко Ігор Валерійович

54

159

200

266

307

367

396

5

Донець Марина Вячеславівна

3

277

68

216

121

333

415

6

Калінін Артем Олександрович

22

187

100

240

141

346

433

7

Корсун В'ячеслав Олександрович

39

171

105

260

149

352

404

8

Малохліб Артем Сергійович

11

278

75

211

134

322

441

9

Мацко Олексій Іванович

55

188

201

245

298

366

427

10

Мініч Олександр Іванович

16

291

94

264

142

338

392

11

Молодцов Роман Юрійович

49

179

117

230

154

359

420

12

Муха Владислав Олегович

4

286

69

224

126

332

409

13

Панченко Роман Русланович

40

165

106

254

306

376

434

14

Поросінін Артур Тимофійович

17

196

81

217

133

344

403

15

Самойленко Едуард Володимирович

56

160

204

246

300

365

440

16

Синяк Михайло Миколайович

23

189

82

239

143

321

426

17

Строкань Дмитро Павлович

10

279

76

210

127

353

414

18

Тараненко Владислав Сергійович

31

178

107

265

155

345

397

10

19

Умбетов Глєб Сергійович

41

177

112

238

301

364

421

20

Хоменко Владислав Олександрович

5

280

70

218

128

331

410

21

Цівенко Ярослав Ростиславович

48

161

99

231

156

339

435

 

ІТФ_1_3

 

 

 

 

 

 

 

1

Безуля Максим Володимирович

9

292

74

223

132

330

447

2

Буган Олександр Юрійович

57

164

207

247

315

377

398

3

Валко Станіслав Віталійович

24

285

83

232

148

354

455

4

Дмитренко Євгеній Васильович

42

190

98

251

305

378

436

5

Гребінченко Луїза Миколаївна

6

293

71

219

120

327

402

6

Кіященко Дмитро Русланович

59

162

111

237

157

358

425

7

Коваленко Сергій Олександрович

61

172

205

263

302

379

453

8

Костєв Максим Дмитрович

18

294

87

221

129

340

411

9

Литвиненко Олексій Павлович

32

281

95

248

147

343

399

10

Макаров Максим Ігорович

58

192

97

233

303

380

437

11

Матяшевський Валерій Євгенович

7

284

72

261

118

355

422

12

Міняйло Олександр Миколайович

45

173

108

235

314

383

412

13

Проценко Сергій Юрійович

25

283

84

220

144

341

448

14

Росляков Іван Сергійович

43

174

206

252

316

384

401

15

Селезень Владислав Юрійович

19

280

85

222

130

356

454

16

Сімонов Кирило Вікторович

60

163

208

271

312

381

424

17

Стрєкалова Анастасія Олександрівна

46

191

96

249

304

363

449

18

Тіманов Андрій Володимирович

8

282

73

234

119

328

400

19

Трахтенберг Олексій Віталійович

33

295

109

262

145

342

438

20

Харченко Олександр Юрійович

44

175

209

250

313

382

423

21

Щербина Владислав Вікторович

26

283

86

221

131

357

439

22

Ященко Олександр Васильович

47

176

110

236

146

329

413

11

Модуль 2

1.Як пояснити, що при проходженні струму через проводи мережі, останні майже не нагріваються, а нитка лампи сильно розжарюється, тим часом, коли струм в нитці і проводах однаковий.

2.Як пояснити появу і накопичення заряду на металевих частинах кузова автомобіля або комбайна? Чим вони небезпечні? Як цьому запобігти?

3.Для сепарації (розділення) зерна використовують електричне поле. Як пояснити, що видовженіші зерна в електричному полі піддаються дії більшої сили?

4.Як залежить електропровідність ґрунту від його фізико-хімічних властивостей: температури, структури, зволоженості, хімічного складу тощо.

5.Для зарядження кислотного акумулятора, який використовують в автомобілях і тракторах, потрібна сила струму в кілька ампер. Як виміряти силу струму, якщо є лише амперметр зі шкалою до1 А?

6.У системі освітлення трактора ввімкнено чотири лампочки, розраховані на напругу6 В. Як зміниться їх розжарення, якщо одну з них вимкнути?

7.Чому в електродних кормозапарниках для змочення кормів використовують підсолену воду?

8.Як визначити довжину мотка мідного дроту, який покритий товстим шаром ізоляції, не розмотуючи його, якщо його початок і кінець виведені назовні?

9.Чому елементні нагрівальні пристрої, що використовуються на тваринницьких фермах для приготування і підігрівання кормів, забороняється вмикати в мережу, якщо їхні резервуари не заповнені водою або відповідним розчином?

10.Який з ґрунтів однакової вологості має більшу діелектричну проникність – супіщаний чи чорнозем? Чому?

11.В автомашинах і тракторах, які заводяться за допомогою стартерів, використовують кислотні акумулятори. Чи можна використати лужні?

12.У майстерні треба встановити дві розетки, причому кожну приєднати так, щоб при короткому замиканні однієї друга не вимикалася. Як це здійснити, якщо в приміщенні вмонтовано лише два запобіжники? Накреслити схему.

13.Як за зовнішнім виглядом пластин кислотного акумулятора визначити їхню полярність?

14.Якщо в системі запалювання трактора чи автомобіля «проб’ється» конденсатор, машина не заводиться, а коли замість конденсатора приєднати дротину з великим опором

двигун заведеться. Яку роль відіграє опір?

15.Пояснити, на що витрачається енергія у процесі електромагнітних коливань у контурі?

16.Чи можуть в реальних випадках вільні електромагнітні коливання бути незгасаючими? Чому?

17.Пояснити, як буде змінюватись період коливань в контурі, якщо пластини конденсатора, ввімкненого в контур, наближати між собою?

18. Конденсатор електроємністю

C

зарядили до напруги

U

m

та замкнули на котушку

 

 

 

 

індуктивності

L

. Нехтуючи опором

контуру, визначити

амплітудне значення сили

 

струму в такому контурі.

19. Якщо трапляється обрив повітряного проводу лінії електропередач і один кінець падає на землю, як належить людині відходити або підходити в разі потреби до цього місця: звичайними, короткими кроками чи стрибками?

12

20.Чому в плавких запобіжниках використовується переважно свинцевий дріт? Як він вмикається в коло? Які особливості його роботи?

21.Проводку в будинку замінили проводом більшого діаметра, внаслідок чого опір у k разів зменшився. Як змінилося максимальне значення сили струму, якщо допустима густина струму не змінилась?

22.Чи є однаковою потужність електроплитки у випадках, коли на ній стоїть посудина з холодною водою та посудини немає.

23.Пояснити як краще негайно вимкнути кілька працюючих верстатів з електродвигунами у майстерні за допомогою рубильника: не вимикаючи при цьому працюючих верстатів або лише після попереднього вимкнення всіх верстатів окремо? Поясніть фізичний процес.

24.У системі живлення електричної дуги послідовного зварювального електрода вмикають котушку з чималим залізним осердям. Пояснити фізичний зміст такої дії.

25.Послідовно з лампочкою в коло змінного струму вмикають конденсатор, ємність якого 1 пФ, а потім конденсатор ємністю 1 мФ. Чи буде при цьому змінюватись свічення лампочки та як?

26.Як зміниться різниця фаз між струмом і напругою на ділянці кола змінного струму з конденсатором, якщо послідовно з ним ввімкнути резистор?

27.Поясніть, чому бензин не зберігають в поліетиленових каністрах?

28.Ділянка електричного кола (підключеного до мережі змінного струму) складається з послідовно підключених лампочки і котушки індуктивності. Як вплине на яскравість світіння лампочки вмикання ще другої такої котушки спочатку послідовно, а потім паралельно.

29.Замкнене коло складене із батарейки, резистора і котушки індуктивності. Чи може напруга на котушці індуктивності перевищувати ЕРС джерела?

30.Опір одного з елементів ділянки кола змінного струму значно збільшили, а струм, що проходить через всю ділянку, не зменшився, а збільшився. Поясніть цей фізичний процес.

31.Чому фарбування невеликих предметів методом розпилювання фарби економічно вигідніше, а також безпечніше для здоров’я робітника, якщо між пульверизатором і предметом створити високу напругу.

32.В яких випадках доведеться враховувати напрям електричного струму при тепловій, механічній, хімічній діях? Поясніть чому?

33.Що розуміють під поняттям імпеданс ділянки кола змінного струму? Чи може імпеданс виявитись меншим за активний опір на цій ділянці?

34.Які прилади необхідні та як їх приєднувати для вимірювання й обчислення активної і реактивної потужностей ділянки кола при послідовному з’єднанні.

35.Чому для підприємств встановлюють певне значення коефіцієнта потужності

cos( )

та призначають штраф при його зменшенні?

36.У радіотехніці часто надають перевагу електричному контуру з резонансом струмів, а не контуру з резонансом напруг. Пояснити причину такого вибору.

37.Чи може трансформатор змінювати частоту змінного струм, мати одну первинну та кілька вторинних обмоток та підвищувати напругу одночасно зі збільшенням сили змінного струму. Обґрунтуйте відповідь.

38.Як змінить вихідна напруга трансформатора із підвищенням у n разів частоти струму в первинній обмотці; магнітної проникності осердя трансформатора.

13

39.Що може відбутись з трансформатором, розрахованим на напругу первинного кола 220 В, якщо ввімкнути його в джерело постійної напруги такого самого значення; якщо в режимі робочого ходу відбудеться коротке замикання вторинної обмотки.

40.Порівняйте величину напруги на вторинній обмотці та потужність, яку споживає трансформатор за умови, що вторинна обмотка матиме малий опір, а в іншому випадку великий опір.

41.Чому радять не тримати довго ввімкненим на холостому ходу трансформатор.

42.Яка конструкція обмотки трансформатора ефективніша: з великим активним опором і малою індуктивністю; з товстого дроту, малим активним опором і великою індуктивністю.

43.Перелічите та поясніть під час яких природних явищ утворюються і випромінюються електромагнітні хвилі?

44.Якою має бути довжина вертикальної антени, щоб забезпечити максимальну здатність випромінювати хвилі, якщо довжина хвилі у вакуумі 1 і, у першому випадку антена не заземлена, у другому випадку – заземлена.

45.Вібратор Герца, що випромінює хвилі, встановлено вертикально. Як треба орієнтувати приймальний вібратор, який приймає хвилі, щоб його чутливість до електромагнітних хвиль була якомога більше?

46.Пояснити, чому побутова електромережа змінного струму практично не випромінює електромагнітних хвиль (випромінювання можна виявити лише безпосередньо біля проводів мережі)?

47.У яких випадках двигуни постійного струму, що використовуються на транспорті, можуть не споживати, а виробляти електроенергію?

48.Чи можна нульовий провід виготовляти меншого перерізу ніж фазні?

49.До батареї акумуляторів під’єднано паралельно два кола. Одне містить лампи розжарювання, а інше – масивний електромагніт. Величина сили струму в обох колах однакова. При розмиканні якого з кіл буде спостерігатися більш сильна іскра. Поясніть це фізичне явище.

50.В електричне коло ввімкнена котушка, по якій пропускають спочатку постійний, а потім змінний струм тієї ж самої напруги. У якому випадку котушка нагріється більше? Поясніть суть фізичного явища.

51.З якою метою кожен провід високовольтної лінії електропередач (ЛЕП) виготовляють потрійним?

52.При вмиканні в мережу нагрівальних приладів (утюг, плитка, обігрівач) лампи, що в цей час світяться в кімнаті різко зменшують свою яскравість. Особливо помітно зменшення яскравості у перший момент, потім вона зростає, але все рівно залишається нижчою ніж до вмикання приладу. Поясніть фізичний зміст такого явища.

53.Описати процес створення електромагнітних хвиль.

54.Фізичний зміст фазової швидкості. Від чого вона залежить?

55.За яких умов можна приймати, що швидкість поширення електромагнітних хвиль та швидкість світла у вакуумі співпадають.

56.Принцип роботи передавальної антени. Їх види.

57.Замалювати та описати будову вібратора Герца.

58.

Зобразити графічно залежність векторів E та H (плоскої електромагнітної хвилі).

 

 

1

T

 

1

T

 

3

T

 

 

 

 

 

Опишіть коливання цих векторів через 4

; 2

 

; 4

; T .

59.

Фізичний зміст вектора Умова-Пойтінга. Від чого залежить його величина.

14

60.За яких умов групова швидкість хвилі співпадає з фазною?

61.Від чого та як залежить тиск електромагнітної хвилі на поверхню.

62.Описати принцип випромінювання електромагнітної хвилі коливальним електричним диполем.

63.Описати які частоти (довжини) хвиль відповідають радіохвилям? Описати які частоти (довжини) хвиль відповідають міліметровим та дециметровим хвилям.

64.Записати формулу для визначення показника заломлення електромагнітної хвилі. Від чого залежить цей показник?

65.Які характеристики поля періодично змінюються в біжучій електромагнітній

хвилі?

66.Вивести формулу для визначення інтенсивності електромагнітної хвилі в повітрі.

67.Де застосовуються електромагнітні хвилі? Наведіть приклади.

68.По провіднику за 30 хв. проходить електричний заряд 1800 Кл. Визначити силу струму і час, протягом якого проходить заряд 600 Кл.

69.Дві однакові металеві заряджені кульки, що розташовані на відстані 10 см одна від одної, притягаються з силою 8 мкН. Якщо кульки доторкнути одна до одної, а потім розвести на ту ж саму відстань, то сила взаємодії стає 0,225 мкН. Знайти початкові заряди кульок.

70.Два закріплених заряди 10 нКл та 40 нКл перебувають на відстані 12 см один від одного. Де треба розташувати третій заряд, щоб він перебував у рівновазі?

71.Сила взаємодії двох зарядів у воді становить 0,3 мН. З якою силою взаємодіють ці

жзаряди в плексигласі? (діелектричні проникності води та плексигласу відповідно 81 та

3,3).

72.Знайти напруженість електричного поля посередині між двома точковими зарядами 4 нКл та 5 нКл, якщо відстань між ними 0,6 м.

73.У вертикальному електричному полі розташована порошинка, маса якої 1·10-9 г, а заряд 3,2·10-17 Кл. Знайти напруженість електричного поля, якщо порошинка знаходиться у спокої.

74.Знайти потенціал електричного поля точки, віддаленої від точкового заряду

1,7·10-8 Кл на 10 см.

75.При переміщенні заряду 2,0 мкКл проти напряму вектора напруженості електричного поля виконано роботу 0,8 мДж. Знайти різницю потенціалів між цими точками.

76.Відстань між двома паралельними пластинами становить 30 мм, напруга між ними 3 кВ. Побудувати графіки напруженості поля і зміни потенціалу в залежності від відстані між пластинами (негативно заряджену пластину заземлено).

77.Відстань між обкладинками плоского конденсатора збільшилась в 3 рази, а їх площу зменшили 2 рази. Як зміниться при цьому ємність конденсатора?

78.Між пластинами плоского конденсатора знаходиться слюда (ε = 6). Площа пластин конденсатора 15 см, відстань між ними 0,02 см. Знайти ємність конденсатора.

79.Два конденсатори ємностями 2 мкФ та 4 мкФ. Знайти ємність системи цих конденсаторів, якщо їх з’єднали паралельно.

80.Два конденсатори ємностями 2 мкФ та 4 мкФ. Знайти ємність системи цих конденсаторів, якщо їх з’єднали послідовно.

81.Яка кількість заряду виділиться під час розрядки конденсатора ємністю 100 мкФ зарядженого до напруги 1,2кВ?

15

82.Конденсатор ємністю 40 мкФ заряджають до напруги 220 В, а потім, від’єднавши від джерела струму, паралельно до нього під’єднують конденсатор ємністю 400 мкФ. Яка напруга на конденсаторах установиться після їх з’єднання?

83.Два конденсатори зарядили до потенціалів 600 В і 200 В та з’єднали паралельно. Визначити різницю потенціалів між обкладками конденсаторів, якщо ємність першого конденсатора в 3 рази більше ємності другого?

84.До пластин плоского конденсатора, які перебувають на відстані 4 мм одна від одної, прикладена різниця потенціалів 160 В. Простір між пластинами заповнений склом. Визначити величину заряду на пластинах, якщо площа кожної пластини 100 см2.

85.Три однакові плоскі конденсатори з’єднані між собою паралельно. Ємність такої батареї 9·10-11 Ф. Площа кожної пластинки 100 см2. Діелектрик – скло. Визначити товщину скла.

86.У сільських електроенергетичних установках в якості компенсаційних пристроїв застосовуються статичні масляні конденсатори. Два таких конденсатори ємностями 140 та 180 мкФ з’єднані послідовно. Чи відбудеться пробій цієї системи, якщо до неї прикласти напругу 600 В? Конденсатори розраховані на напругу 0,4 кВ.

87.Площа перерізу провідника 1,2 мм2. За 0,4 с через цю площу проходить 6·1018 електронів. Знайти густину струму.

88.Яка ємність конденсатора, якщо під час його зарядження до напруги 1,4 кВ він одержує заряд 28 нКл?.

89.На конденсаторі написано: 100 пФ, 300 В. Чи можна використовувати цей конденсатор для накопичення заряду?

90.Площа перерізу нікелевого дроту 0,55 мм2. При приєднанні цього дроту до джерела з наругою 120 В в колі тече струм 2,4 А. Знайти довжину дроту. Питомий опір нікеліну 4,2·10-8 Ом·м.

91.При послідовному з’єднанні двох провідників загальний опір становить 50 Ом, а при паралельному – 12 Ом. Знайти опір кожного з провідників.

92.Якщо клеми джерела замкнути опором 1 Ом, то напруга на них 1,5 В, а якщо опір кола 2 Ом, то напруга буде 2 В. Знайти ЕРС джерела та його внутрішній опір.

93.Який заряд пройде по провіднику опором 10 Ом за 20 с, якщо до його кінців прикладена напруга 12 В.

94.Якої величини потрібно взяти додатковий опір, щоб можна було вмикати в коло з напругою 120 В дугову лампу, розраховану на напругу 48 В та силу струму 5 А?

95.Якої довжини потрібно взяти залізний провідник перерізом 0,2 мм2, щоб, замкнувши ним акумуляторний елемент з ЕРС 2 В та внутрішнім опором 1,2 Ом, одержати в колі струм 0,25 А? Питомий опір заліза 9,58·10-8 Ом·м.

96.У гаражі потрібно встановити електрокамін. Якою буде його потужність, якщо нагрівний елемент виготовлено з фехралю довжиною2,5 м і поперечним перерізом площею 0,5 мм2 ? (Напруга110 В)

97.Визначити опір провідника, який необхідно з’єднати паралельно з провідником опором 300 Ом, щоб їх загальний опір став дорівнювати 120 Ом.

98.Джерело струму з внутрішнім опором 1,6 Ом живить струмом зовнішнє коло опором 6,4 Ом. Знайти ККД джерела струму.

99.Визначити в загальному вигляді ККД джерела струму, якщо зовнішній опір дорівнює внутрішньому.

100.Батарея, ЕРС якої 6 В, а внутрішній опір 1,4 Ом, живить зовнішнє коло, яке складається з двох паралельно з’єднаних провідників опорами 2 та 8 Ом. Визначити різницю потенціалів на полюсах батареї та силу струму в провідниках.

16

101.Акумулятор з внутрішнім опором 1 Ом підключений для зарядки від мережі напругою 12,5 В. Визначити ЕРС акумулятора, якщо при зарядці через нього проходить струм силою 0,5 А?

102.Елемент з ЕРС 1,1 В та внутрішнім опором 1 Ом замкнений на зовнішній опір. По колу проходить струм силою 0,11 А. Визначити: зовнішній опір та падіння напруги на зовнішньому колі.

103.Елемент з ЕРС 1,1 В та внутрішнім опором 1 Ом замкнений на зовнішній опір. По колу проходить струм силою 0,11 А. Визначити ККД елемента.

104.Знайти загальний опір кола, що складається із з’єднаних послідовно електричної лампочки опором 9,5 Ом, реостата опором 12 Ом та мідного провідника довжиною 400 см і перерізом 0,4 мм2. (Питомий опір міді 1,7·10-8 Ом·м).

105.Генератор з ЕРС 150 В та внутрішнім опором 0,4 Ом живить мережу освітлення корівника, в якому встановлено 200 ламп з опором по 320 Ом кожна, які з’єднано паралельно. Визначити напругу на полюсах генератора та падіння напруги на підвідних дротах.

106.Акумулятор з ЕРС 2 В і внутрішнім опором 0,04 Ом живить струмом лампочку. Підвідні мідні провідники довжиною 4 м і діаметром 0,8 мм з’єднують лампочку з акумулятором, на клемах якого напруга 1,98 В. Знайти опір лампочки. (Питомий опір міді 1,7·10-8 Ом·м).

107.Чотири елемента, з’єднані паралельно, замкнули накоротко. Внутрішній опір кожного елемента 0,8 Ом, ЕРС кожного елемента 2 В. Знайти струм у колі.

108.Якої потужності потрібно виготовити електронагрівач, щоб за допомогою нього за 10 хв. нагрівалося 0,6 л води від 20°С до 100°С, якщо ККД нагрівача 60%?

109.На електричній плитці потужністю 600 Вт нагрівається 2 л води від 15°С до 100°С за 40 хв. Знайти ККД установки.

110.Для оброблення ґрунту в парниках використовують електрофрезу потужністю2,8 кВт. Яку енергію вона витрачає за3 год. роботи?

111.За який час нагрівається 0,4 л води від 14 до 64ºС, якщо сила струму в нагрівному приладі 5А, опір приладу 20,84 Ом та ККД 80%?

112.Електровоз має три електродвигуна потужністю по 340 кВт кожний та ККД 92%. Напруга в лінії 1500 В. Знайти величину струму.

113.Ліфт вагою 1,2 т підіймається на 15 м за 0,5 хв. Напруга на клемах мотора 220 В, його ККД 90%. Знайти: потужність мотора в кіловатах та силу струму в моторі.

114.При замиканні клем джерела ЕРС резистором 4,5 Ом, струм у колі становить 0,2 А. Якщо опір резистора 10 Ом, то струм становить 0,1 А. Знайти ЕРС джерела та його внутрішній опір.

115.Чотири акумулятори, ЕРС кожного з яких дорівнює 2 В, а внутрішній опір 0,8 Ом, з’єднали послідовно в батарею. До батареї підключили провідник, що має опір 4,8 Ом. Знайти силу і потужність струму у всьому колі.

116.ЕРС джерела 2 В, його внутрішній опір 1 Ом. Знайти струму у колі, якщо зовнішня частина кола споживає потужність 0,75 Вт.

117.За який час підйомний кран піднімає вантаж масою 5 т на висоту 3 м, якщо сила постійного струму у двигуні 60 А при напрузі 220 В? ККД крана 90%.

118.Котушка довжиною 30 см та площею поперечного перерізу 10 см2 має 300 витків. Визначити силу струму в котушці, якщо магнітний потік через площу її поперечного перерізу дорівнює 4 мкВб.

17

119.Магнітний потік, який пронизує контур провідника, рівномірно змінився на 0,6 Вб так, що ЕРС індукції стала дорівнювати 1,2 В. Визначити час зміни магнітного потоку. Обчислити силу індукційного струму, якщо опір провідника 0,24 Ом.

120.Визначити довжину проводу, з якого виготовлений соленоїд діаметром 0,06

мта довжиною 0,5 м, якщо напруженість магнітного поля на вісі соленоїда складає 40 А/м та по ньому тече струм 2 А.

121.По прямолінійному проводу довжиною 0,05 м, поміщеному в однорідне магнітне поле, індукція якого 1,26 Тл, тече струм силою 1 А. На провід діє сила 0,05 Н. Визначити кут між напрямками магнітного поля та струму.

122.Чому дорівнює індуктивність соленоїда без осердя, якщо при зміні сили струму на 0,2 А/с у ньому виникне ЕРС самоіндукції 0,01 В?

123.Обчислити коефіцієнт самоіндукції соленоїда довжиною 80 см та площею поперечного перерізу 20 см2, який містить 1000 витків.

124.Визначити магнітну індукцію в нікелевому осерді соленоїда, що має 10 витків на 1 см довжини, якщо сила струму в соленоїді дорівнює 4 А. Магнітна проникність нікелю 200.

125.Знайти енергію магнітного поля соленоїда, в якому при силі струму 10 А виникає магнітний потік 0,5 Вб.

126.Яку роботу виконає сила Ампера при переміщенні прямого відрізку дроту завдовжки 1 м, якщо сила струму у дроті 2 А, індукція магнітного поля 1 мТл? Вісь дроту перпендикулярна вектору індукції на відстань 0,5 м.

127.По прямому нескінченно довгому провіднику проходить струм 8 А. Визначити напруженість магнітного поля в точці, що лежить на відстані 0,3 м від провідника.

128.Довгий соленоїд, по якому тече струм 0,4А, містить 500 витків. Визначити довжину соленоїда, якщо напруженість магнітного поля на його вісі складає 1000 А/м.

129.На прямий провідник довжиною 0,5 м, розташований перпендикулярно до магнітного поля з індукцією 2·10-2 Тл, діє сила 0,15 Н. Знайти силу струму в провіднику.

130.Електрон, прискорений різницею потенціалів 10 кВ, влітає в однорідне магнітне поле, перпендикулярне до його руху. Індукція поля 3 мТл. Знайти радіус кривизни траєкторії електрона

131.Електрон, прискорений різницею потенціалів 5 кВ, влітає в однорідне магнітне поле, перпендикулярне до його руху. Індукція поля 1,5 мТл. Знайти період обертання електрона по колу.

132.Протон влітає в однорідне магнітне поле зі швидкістю 20 млн. м/с під кутом 450 до напрямку поля. Визначити індукцію магнітного поля, якщо на протон діє сила

3,7 10-14Н.

133.Електрон рухається в однорідному магнітному полі індукцією 4 мТл. Знайти період обертання електрона.

134.Протон у магнітному полі індукцією 0,01 Тл описав коло радіусом 10 см. Знайти швидкість протона.

135.В однорідне магнітне поле індукцією 10 мТл перпендикулярно лініям індукції влітає електрон з кінетичною енергією 30 кеВ. Який радіус кривизни траєкторії руху електрона в полі?

136.Коефіцієнт взаємної індукції двох індукційних котушок 0,2 Гн. Яка сила струму потече по вторинній котушці, якщо у первинній вимкнути струм 0,4 А на протязі 0,002 с? Опір вторинної котушки 400 Ом.

18

137.Дві котушки розташовані на невеликій відстані одна від одної. Коли струм у першій котушці рівномірно зміниться на 5 А/с, у другій котушці виникне ЕРС індукції 0,01 В. Визначити коефіцієнт взаємоіндукції котушок.

138.Знижувальний трансформатор з коефіцієнтом трансформації 10 ввімкнений в

мережу 220 В. Яка напруга на виході трансформатора, якщо опір вторинної обмотки 0,2 Ом, а опір навантаження 2 Ом.

139.Трансформатор, що містить у первинній обмотці 840 витків, підвищує напругу з 220 до 660 В. Який коефіцієнт трансформації трансформатора? Скільки витків міститься у вторинній обмотці?

140.Діюче значення сили струму синусоїдної форми 7 А. Визначити максимальну силу струму.

141.Максимальна сила струму 4,23 А. Чому дорівнює діюче значення сили

струму?

142.Амплітуда напруги в контурі 100 В, частота коливань 5 МГц. Через який час напруга буде 71 В?

143.Коливальний контур радіоприймача має конденсатор ємністю 20 пФ і приймає довжину хвилі 5 м. Знайти індуктивність котушки та період власних коливань у контурі.

144.Знайти період і частоту коливань у контурі ємністю 9,11∙10-11 Ф та індуктивністю 3,11·10-5 Гн.

145.Яку ємність необхідно ввімкнути в коливальний контур, щоб при індуктивності 20 мГн отримати звукову частоту 1500 Гц?

146.При збільшенні ємності конденсатора коливального контуру на 0,08 мкФ частота коливань зменшилася утричі. Знайти початкову ємність конденсатора. Індуктивність незмінна.

147.Який індуктивний опір котушки індуктивністю 0,2 Гн при частоті струму 50

та 400 Гц?

148.У якому діапазоні довжин хвиль може працювати радіоприймач, якщо ємність конденсатора в його коливальному контурі змінюється від 50 до 500 пФ, а індуктивність котушки стала і дорівнює 2 мкГн?

149.Обмотка дроселя має омічний опір 35 Ом. При напрузі на обмотці 141 В по ній проходить змінний струм силою 3 А. Визначити індуктивність дроселя, якщо частота струму 50 Гц.

150.У коло змінного струму ввімкнені послідовно конденсатор ємністю 5 мкФ та котушка індуктивністю 0,2 Гн. Визначити частоту змінного струму, за якої наступить резонанс.

151.Конденсатор, електроємність якого 10 мкФ, увімкнений у коло змінного струму

зчастотою 50 Гц і напругою 110 В. Обчисліть амплітудну величину сили струму в колі.

152.Котушка з дуже малим активним опором ввімкнена в коло змінного струму частотою 50 Гц. При напрузі 125 В сила струму дорівнює 2,5 А. Знайти індуктивність котушки.

153.Коливальний контур складається з котушки індуктивністю 0,01 мГн та конденсатора. Конденсатор заряджений кількістю електрики 2,5 мкКл. Максимальна різниця потенціалів на обкладинках конденсатора 100 В. Визначити довжину хвилі, на якій буде резонувати контур.

154.Коливальний контур складається з котушки індуктивністю 10-2 Гн та конденсатора ємністю 1 мкФ. Знайти період коливань.

19

155.Котушка індуктивністю 9 мГн підключена до плоского конденсатора. Площа пластин конденсатора 200 см2, відстань між ними 2 см. Яким діелектриком необхідно заповнити простір між пластинами конденсатора, щоб коливальний контур резонував на хвилі з довжиною 750 м?

156.Котушка приймального контуру радіоприймача має індуктивність 1 мкГн. Знайти ємність конденсатора, якщо відбувається прийом станції, що працює на довжині хвилі 1 км.

157.Зобразити силові лінії для деяких полів: а) центрального гравітаційного поля; б) поля електричного диполя; в) поля постійного магніту; г) поля прямого провідника зі струмом.

158.Зобразити сили взаємодії двох однакових за значенням, але різних за знаком точкових зарядів. Накреслити вектор напруженості електростатичного поля цих зарядів у точці А.

+

q1

q2

А

159. На рисунках а, б у вершинах квадратів розміщено чотири рівні за значенням, але

різні за знаком точкові заряди. Зобразити графічно результуючий вектор напруженості в центрі кожного квадрата.

+q1

+q2

-q1

+q2

Е

-q4

-q3

-q4

+q3

а)

б)

160. На рисунках а, б, в зображено силові лінії електростатичного поля. Визначити

знак потоку вектора

Е

через замкнену поверхню в кожному з випадків.

161. В яких випадках (рисунки а, б, в, г) потік вектора напруженості електростатичного поля через замкнену поверхню не буде дорівнювати нулю. Відповідь обґрунтуйте.

162. Який із графіків (рис. а, б) залежності напруженості електростатичного поля Е від відстані r точки поля, створеного зарядженого кулею, стосується випадку, коли: 1) куля заряджена рівномірно по об’єму, ρq=соnst; 2) куля заряджена рівномірно по поверхні, σq=соnst. Пояснити відповідь.

20

163. На рисунку зображено силову лінію електростатичного однорідного поля. В якій точці потенціал буде найбільшим і чому?

А В С

164.На рисунку зображено силові лінії електростатичного поля. Зобразити еквіпотенціальні лінії та вказати, в якому напрямку потенціал зростає.

165.На рисунку а, б зображено дві еквіпотенціальні поверхні з потенціалами 1 і 2 ( 1 2 ) поля точкового заряду q, який помістили в точку О. Зобразити вектор

напруженості поля

Е

А

 

в точці А.

О

А

О

А

q

 

q

 

φ1

φ2

φ1

φ2

 

а)

 

б)

166. Який з графіків а, б, в, г виражає залежність потенціальної енергії двох точкових однойменних зарядів від відстані між ними? Відповідь обґрунтуйте.

W

 

W

 

W

W

 

 

 

 

 

 

r

 

r

 

r

 

r

 

 

 

 

 

 

 

а б в г

167. Визначити магнітні полюси соленоїда, використовуючи напрям струму, вказаний на рисунку. Відповідь обґрунтуйте.

II

168. На малюнку показано взаємне розміщення постійного магніту і соленоїда. В якому напрямку йде струм у соленоїді, якщо він відштовхується від магніту? Відповідь обґрунтуйте.

21

S N

169. По чотирьох паралельних провідниках, перерізи яких із площиною креслення лежать у вершинах квадрата, протікають однакові струми (їх напрямки показано умовно: кружечок із хрестиком від нас, кружечок із точкою – до нас). Зобразити як спрямований вектор індукції в центрі квадрата?

I

I

I

I

I

I

I

I

170. На рисунках а, б, в зображено різні орієнтації рамки зі струмом, що має

магнітний момент

р

m

, відносно зовнішнього однорідного магнітного поля з індукцією В.

 

 

 

 

Визначити для всіх випадків напрям струму в рамці та момент сил, що діють на неї. Яке положення рамки є положенням стійкої рівноваги?

pm

 

p

m

pm

 

 

 

 

 

 

 

B

 

B

B

 

 

a

б

 

в

 

 

171. Заряд влітає в однорідне магнітне поле з індукцією В із швидкістю

 

під кутом α

 

до напрямку поля. Якою буде його траєкторія? Докресліть на рисунку траєкторію руху заряду та обґрунтуйте її правильність за допомогою формул.

масштаб

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1:0,5

см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кліт.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

172. Заряд влітає зі

швидкістю

 

у простір

із взаємно

перпендикулярними

 

магнітними однорідними полями

B

та

B

(зображено на рисунку), причому

В

В

, а кут

1

2

1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

між напрямком векторів швидкості й індукцією

1

,

2

складає

45

. По якій траєкторії

 

 

 

 

буде рухатись заряд? Докресліть на рисунку траєкторію руху заряду та обґрунтуйте її правильність за допомогою формул.

масштаб

B1

1:0,5

см

 

 

 

 

 

 

кліт.

q

B2

173. На малюнку зображено траєкторії (1, 2) зарядженої частинки, що влітає в

однорідне магнітне поле перпендикулярно до лінії індукції одного разу – зі швидкістю

2

1 , другого разу – зі швидкістю 2 . Визначити відношення швидкостей 1 і знак заряду. Вказати напрям сили Лоренца в точках А і В.

22

174. Магнітний потік, що пронизує котушку з кількістю витків

N

, змінюється

 

залежно від часу, як показано на рисунку. Визначити ЕРС індукції, що виникає в котушці

за проміжки часу:

t 0,1 c

;

t 0,1 c

.

 

 

 

Φ, Вб

 

 

 

 

 

0,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,1

0,2

t, c

175.Через дві однакові індуктивності протікають струми, що змінюються з часом за лінійним законом. В якій індуктивності виникатиме ЕРС самоіндукції, коли струм пройшовши через нуль; почнуть зростати у протилежному напрямі, зберігаючи той самий лінійний закон? Відповідь обґрунтуйте.

176.Через котушку індуктивності протікає струм, який змінюється з часом, як показано на рисунку. Індуктивність котушки залишається сталою. У який із позначених моментів часу ЕРС самоіндукції має максимальне значення? Відповідь обґрунтуйте.

177.На рисунку наведено графіки залежності сили струму від часу у випадку підключення до джерела ЕРС котушок з однаковими активними і різними індуктивними опорами. Який із графіків а, б відповідає більшому індуктивному опору? Відповідь обґрунтуйте.

178.На рисунку наведено графіки залежності сили струму від часу у випадку відімкнення від джерела ЕРС котушок з однаковими активними і різними індуктивними опорами. Який із графіків а, б відповідає більшому індуктивному опору? Відповідь обґрунтуйте.

23

179.Котушка з індуктивністю 0,02 Гн підключена до джерела змінної напруги з частотою 50 Гц. Діюче значення напруги 100 В. Записати залежність миттєвого значення струму від часу. Визначити зсув фаз між струмом та напругою. Побудувати векторну діаграму. Активним опором котушки знехтувати.

180.У нерозгалуженому колі змінного струму послідовно з’єднано активний опір,

котушка індуктивності та конденсатор. Опори дорівнюють Побудувати векторну діаграму. Визначити повний опір кола

r

Z

3 Ом

,

X

L

6 Ом

,

X

C

2 Ом

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

та коефіцієнт потужності.

A

r

XL

XC

B

 

 

 

 

181. У

нерозгалуженому колі змінного струму напруги на ділянках відповідно

дорівнюють

U

r

40 B

,

 

 

 

 

 

 

коефіцієнт потужності

U

L

 

cos

.

80 B

U

 

50 B

. Визначити повну напругу в колі

,

 

C

 

 

 

 

 

Побудувати векторну діаграму.

U

AB

 

,

A

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

r 2 Ом

 

 

 

 

 

L 50 мГн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

182. В

схемі

активний опір

,

індуктивність

котушки

та ємність

 

 

 

 

конденсатора

C 25 мкФ

. Визначити повний опір кола

Z

при частоті змінного струму

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

50 Гц

, зсув фаз між струмом і напругою

 

. Побудувати векторну діаграму.

 

 

 

 

 

 

 

A

 

r

 

 

 

 

 

 

XL

XC

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I1

183. По

4 A

,

I

2

 

 

 

 

 

 

 

 

І1

схемам а, б та в визначити струм у нерозгалуженій частині кола, якщо

3 A

 

. Побудувати векторні діаграми.

 

І1

І1

A

B

A

B

A

B

І2

 

І2

 

 

І2

а

 

 

б

 

в

184.Три резистори R1 = 2,0 Ом, R2 = 4,0 Ом і R3 = 6,0 Ом з’єднали так, що загальний опір R0 дорівнює: а) 4,4 Ом; б) 3,0 Ом. Показати схеми з’єднання.

185.Студент має тільки два резистори, але використовуючи їх окремо, або з’єднуючи між собою, може одержати опори 3 Ом, 4 Ом, 12 Ом та 16 Ом. Показати зазначені схеми з’єднань. Які опори мають ці резистори?

186.Скільки всього різних опорів можна отримати, маючи в своєму розпорядженні три резистори із опором 300 Ом кожен? Показати схеми з’єднань і обчислити всі опори.

187.Міліамперметр із власним опором 0,9 Ом розрахований на вимірювання струмів до 100 мА. Які струми можна буде вимірювати цим приладом, якщо приєднати до його клем резистор опором 100 мОм? Пояснити за допомогою електричних схем.

188.Міліамперметр із власним опором 1 Ом розрахований на вимірювання струмів до 100 мА. Що треба зробити, щоб цим приладом можна було вимірювати напруги до 100 В? Зробити розрахунок.

24

 

 

189.

Знайти різницю потенціалів між точками a-b, b-c

і c-a у схемі на рисунку при

силі струму 1 А, якщо

 

= 5 В, R1 = 3,7 Ом, R2 = 5,6 Ом. Внутрішнім опором джерела

 

знехтувати. Розглянути випадки, коли струм йде в напрямку: а) а→с і б) с→а.

 

 

 

190.

Знайти різницю потенціалів між точками a

і b у

схемі на рисунку.

 

1= 20 В,

 

 

 

 

2

= 5,0 В,

 

3 = 2,0 В, R1

= 1,0 Ом, R2 = 2 Ом, R3 = 3

Ом.

 

 

 

 

 

 

 

 

191. Чому дорівнює різниця потенціалів між точками a–b схеми на рисунку, якщо

 

1

 

= 1,5 В, = 2 В, R1 = 0,5 Ом, R2 = 0,3 Ом, R = 2 Ом? Який струм тече по резистору R?

 

 

192. Параметри кола, схема якого зображена на рисунку, мають значення:

1=2В,

2=4 В, 3=8 В, R1 = 2 Ом, R2 = 1 Ом, R3 = 4 Ом. Знайти струми у всіх гілках кола.

193.Знайти сили струмів I1 і I2 у схемі, зображеній на рисунку

194.За вольт-амперною характеристикою, зображеною на рисунку, визначити опір резистора. За якої напруги через резистор проходе струм 3 А.

195.На рисунку зображено лінії індукції магнітного поля. Визначити напрямок ліній напруженості вихрового електричного поля.

196.На рисунку зображено лінії напруженості вихрового електричного поля. Визначити напрямок ліній індукції магнітного поля.

25

197.Дайте пояснення, що таке збільшення мікроскопа? Схематично намалювати і пояснити хід променів в мікроскопі.

198.Що називається головним фокусом, головною та побічною оптичними осями лінзи? Які властивості середовища та матеріалу лінзи впливають на величину фокусної відстані лінзи?

199.Пояснити суть методу визначення фокусної відстані збиральної лінзи. Які особливості методики розрахунку фокусної відстані розсіювальної лінзи?

200.Що називається лінійним збільшенням лінзи? Як визначити збільшення оптичної системи?

201.Побудувати зображення для збиральної та розсіювальної лінз. (Розглянути всі можливі випадки).

202.В яких з розглянутих дзеркал (опукле, ввігнуте, плоске) зображення предмета виходить завжди уявним?

203.Записати та розшифрувати формулу сферичного дзеркала (для визначення фокусної відстані дзеркала).

204.В яких випадках двоопукла лінза може здійснювати розсіювальну дію?

205.Чому вікна будинків удень здаються темними, тобто темнішими за зовнішні стіни, навіть якщо стіни пофарбовані темною фарбою?

206.Якщо дивитися на світлову рекламу (наприклад, з газосвітних трубок), то здається, нібито червоні букви завжди виступають вперед по відношенню до синіх і зелених. Чим це пояснити?

207.Пояснити поняття світловода. Описати його будову та сфери застосування.

208.Охарактеризувати сферичну та хроматичну аберації. Методи їх усунення.

209.Коротко описати наступні похибки зображення (аберації): кома, дисторсія, астигматизм. Методи їх усунення.

210.Чому цистерни для зберігання пального або аміачної селітри на відкритій місцевості чи в польовому стані рекомендують фарбувати у світлий колір?

211.Як пояснити, що зволожений ґрунт виглядає темнішим?

212.Рослини поливають лише вранці або увечері. Чому? Що сталося б, якщо полити рослину в сонячну погоду?

213.Чому для захисту від сонячних променів найкраще застосувати покриття, пофарбоване в білий або червоний колір?

214.Чому на схилах гір, ярів і дахів навесні сніг тане значно швидше, ніж на горизонтальній поверхні? Яке застосування це знаходить у сільському господарстві?

215.Як за оптичними характеристиками відрізнити грозову хмару?

216.Чому ясна погода взимку – ознака морозної погоди?

217.Які ґрунти – підзолисті чи чорноземи швидше прогріваються? Які – швидше охолоджуватимуться?

218.Чому для виготовлення ртутних ламп використовують спеціальне кварцове скло, а під час спорудження парників – звичайне?

219.Для сушіння овочів, фруктів, сіна, деревини ефективна дія променів певної довжини. Що це за промені? Які їх властивості?

26

220.Як пояснити, що хмарні дні влітку холодніші, а взимку навпаки?

221.Якої довжини хвилі найбільше поглинаються зеленим листям? Чому? Яка роль сонячного світла в житті рослин?

222.Чи змінюється енергія фотона в процесі переходу з повітря в інше середовище, наприклад, під час проникнення світла всередину листя рослин.

223.У чому проявляється часткова поляризація променів? Пояснити за допомогою

рисунку.

224.В одному з дослідів, після того як рослини рису піднялись над поверхнею води, воду посипали порошком люмінофору. При цьому бур’яни, що були під водою, загинули. Поясніть причину такого явища.

225.З якою метою навесні і восени білять вапном стовбури дерев?

226.Відомо, що напівпровідникові лазери перетворюють у світло більше половини споживаної нами електроенергії, що в кілька разів більше, ніж ртутно-люмінісцентні лампи високого тиску. Чому ж їх не використовують для освітлення?

227.Як зміниться колір багатоколірної бульбашки, якщо освітити її монохроматичним світлом?

228.Невеликі зміни кута падіння променів на дуже тонкі плівки мало змінюють їх видимий колір. У випадку товстих плівок це діє значні зміни кольору. Чому?

229.Відомо, що в сутінках із-за повністю відкритої зіниці ока якість зображення невисока і ми не розрізняємо дрібних деталей зображення. Чому в сонячну погоду максимальна роздільна здатність ока спостерігається не при мінімальному отворі зіниці ока?

230.Якого кольору набиратиме у темряві тіло, яке при поступовому підвищенні його температури починає світитись?

231.Підвищення температури батареї опалення лише на 20 % їх початкової абсолютної температури дуже помітно підвищує обігрівальні властивості. Чим це пояснити?

232.Яким обладнанням можна виявити приховані дефекти деталей?

233.Два джерела світла споживають однакову потужність від електромереж. Чи означає це, що вони випромінюють однакові світлові потоки. Обґрунтуйте.

234.Чи можна, зменшуючи переріз лазерного пучка, досягти такої високої температури в точці його потрапляння на перешкоду, що вона випарувалася та утворила вузький розділ – розріз з шириною, близькою до довжини хвилі світла.

235.Поясніть, що видно крізь червоний фільтр, синій фільтр, два такі фільтри, складені разом?

236.У якому випадку веселка може мати форму кільця?

237.Чи зміниться температура поверхні планети Земля, якщо абсолютна температура половини поверхні Сонця дорівнюватиме нулю, а друга половина матиме температуру 12000 0С.

238.У атомі водню є обмеження на мінімальну відстань від ядра. Чи є обмеження на максимальну відстань між електроном і ядром?

239.Чи може нейтрон у складі ядра атома перетворитись на протон?

240.Пояснити які фізичні явища покладені в основу роботи приладів нічного

бачення?

241.За яких умов річне опромінення людини виявляється меншим у будинку з бетону чи з дереву?

242.Як необхідно рухатись відносно червоного світлофора, щоб людині з нормальним зором світло здалося зеленим?

27

243.Поблизу установок, що випромінюють короткохвильове ультрафіолетове світло, можна відчути запах озону. Поясніть це фізичне явище.

244.Частинка у хвості комети набула прискорення під дією сонячного світла. Поясніть причину збільшення її кінетичної енергії та порівняйте енергію рідіючих і відбитих фотонів.

245.Чим відрізняються смужки спектрів білого світла, одержані за допомогою призм однакового розміру й форми, виготовлених зі скла, з води, алмазу.

246.Чому поляризаційні сонцезахисні окуляри з двох рухомих скелець (поляризатор, аналізатор) значно ефективніші, ніж звичайні з затемненого скла.

247.Половину дифракційної гратки закрили непрозорою площиною так, що число рисок зменшилось вдвоє. Як зміняться положення максимумів, інтенсивність центрального максимуму, ширина максимумів?

248.Кольорові яскраві смуги утворюються від краплі бензину лише у випадку, коли вона потрапляє на вологу, а не на суху, поверхню асфальту. Поясніть це фізичне явище.

249.В останній момент перед тим, як розірватись та утворити отвір, мильна бульбашка втрачає свою прозорість. Як це пояснити, адже в цей момент товщина плівки найменша?

250.Завдяки чому кіт може спокійно дивитись при яскравому світлі та добре бачити навіть у сильній темряві, а людина ні.

251.Чому шлагбауми фарбують білими і чорними смугами?

252.Які з однакових предметів – яскраво-білі чи темного забарвлення – здаються нам більшими? Поясніть суть фізичного явища.

253.Чи буде нагріватись парник, вкритий плівкою, яка пропускає інфрачервоні

промені?

254.Куди необхідно помістити електричну дугу прожектора, щоб ним можна було освітити найвіддаленіші предмети?

255.Охарактеризуйте одновісні та двовісні кристали, які мають подвійне променезаломлення. Наведіть приклади таких кристалів.

256.Опишіть явище дихроїзму. Де воно застосовується в техніці?

257.Опишіть будову та принцип роботи призми Ніколя.

258.Пояснити, в чому проявляється ефект Керра. Що називається коміркою Керра? Які її властивості? Де вона застосовується?

259.Записати, як знаходиться різниця ходу в комірці Керра.

260.Як отримати світло, поляризоване по колу?

261.Що називається поляроїдами? Які їх особливості? Де вони застосовуються?

262.Сонячні промені, відбиті поверхнею ріки, стали повністю поляризованими. Під яким кутом до горизонту знаходилося Сонце? Чому дорівнює кут заломлення променів?

263.Природне світло повністю поляризують, пропускаючи через поляризатор. У скільки разів зменшиться при цьому його інтенсивність? Поглинанням та відбиттям світла від поляризатора знехтувати.

264.Яка роль оптичних електронів в дисперсії світла.

265.У чому полягає теорія Г.А. Лоренца про розуміння дисперсії світла?

266.Зобразити графічну залежність коефіцієнту поглинання світла від частоти для газів та суцільних середовищ.

267.Описати механізм процесів, що відбувається при поглинанні світла різними речовинами.

268.Пояснити для яких речовин переважаючим є лінійчатий спектр поглинання, а для яких – суцільний? Чому така відмінність у спектрах?

28

269.Пояснити призначення світофільтрів. Де вони застосовуються в техніці.

270.Пояснити, чому метали є непрозорими. Від чого залежить коефіцієнт поглинання у металів?

271.Пояснити принцип роботи призмового спектрографа. Окреслити його переваги та недоліки.

272.Намалюйте хід променів у спектральному приладі з призмою.

273.Намалюйте хід променів у спектральному приладі з дифракційною ґраткою.

274.Око людини сприймає електромагнітне випромінювання з довжинами хвиль від 0,8∙10-6 до 0,4∙10-6 м. Визначити періоди коливань цих хвиль.

275.Визначити кут падіння променя світла на поверхню ацетону, якщо кут між відбитим та заломленим променями складає 1200. Пояснити за допомогою рисунку.

276.Падаючий промінь утворює з площиною кристалу кам’яної солі кут 33°. Відбитий промінь повністю поляризований. Визначити швидкість поширення світла в цьому кристалі.

277.Промінь світла переходить зі скла з показником заломлення 1,6 в повітря. При якому куті падіння кут заломлення буде вдвічі більше кута падіння?

278.Показник заломлення скла відносно води дорівнює 1,16. Знайти швидкість світла у воді, якщо абсолютний показник заломлення скла дорівнює 1,54.

279.Промінь, відбитий від поверхні води, утворює з заломленим променем кутом 90º. Знайти кут падіння та кут заломлення. Показник заломлення води дорівнює 1,33.

280.Кут падіння світлового пучка, що йде зі скла з показником заломлення 1,67 у воду з показником заломлення 1,33, дорівнює 60º. Знайти кут відхилення світлового пучка на межі.

281.Визначити, на який кут відхилиться світловий промінь від свого початкового напряму при переході із повітря у воду, якщо кут падіння 750?

282.За допомогою дифракційної решітки, період якої 0,02 мм, отримали перше дифракційне зображення на відстані 3,6 см від центрального зображення і на відстані 1,8

мвід решітки. Визначити довжину світлової хвилі.

283.Визначити період решітки, якщо дифракційне зображення першого порядку отримали на відстані 2,43 см від центрального, а відстань від решітки до екрану 1 м. Решітку було освітлено світлом, довжина хвилі якого дорівнює 486 нм.

284.У досліді Юнга отвори освітлювались монохроматичним світлом з довжиною хвилі 5,5·10-7 м. Відстань між отворами 1 мм, відстань від отворів до екрану 4 м. Знайти положення трьох перших світлових смуг та ширину інтерференційної смуги.

285.Мильна плівка (показник заломлення мильного розчину 1,33) освітлюється білим світлом так, що кут падіння 60°. При якій найменшій товщині вона у відбитому світлі здається зафарбованою в зелений колір (довжина хвилі зеленого кольору 5,5·10-

7м)?

286.Напрямок падаючого променя світла показано на рисунку. Напівциліндр складається зі скла з показником заломлення 1,8. Накреслити подальший хід променів.

287.На дні акваріуму з водою закріплено джерело видимого світла, від якого на межу розділу середовищ падають світлові промені. Накреслити подальший хід променів.

29

288.На напівквадратну скляну призму падає нормально промінь світла. Намалювати подальший хід променів.

289.На напівквадратну скляну призму падають паралельні промені 1 та 2. Накреслити подальший їх хід.

290.На призму з заломлюючим кутом 300 по перпендикуляру до бічної грані падає промінь світла. Визначити кут зміщення променя після проходження через призму, якщо показник заломлення її речовини 1,8.

291.На рисунку показано хід двох променів, які падають на тонку лінзу з

фокусною відстанню

F

 

із світної точки S . Накреслити дальший хід цих променів та

знайти положення зображення S

 

джерела світла S .

 

 

 

 

 

S

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

N

 

 

 

 

М

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

292.

З

точки

S

на лінзу

падають чотири

промені. Накреслити дальший хід

променів 1 та 2 після заломлення в лінзі.

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

М

 

2

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

293.

Показано на рисунках різне положення світної точки

S відносно лінзи з

фокусною

відстанню

F . Знайдіть положення S

світної точки

в кожному випадку.

Вкажіть, яке зображення дійсне, а яке уявне.

30

S

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2F

F

F 2F

3

2F

F

F 2F

 

 

 

S

 

 

 

 

S

 

2

2F

F

F 2F

4

2F

F

F 2F

 

 

 

 

 

S

 

 

 

 

5

2F

F

F 2F

6

2F

F

F 2F

 

 

S

294.

відстанню

Побудуйте зображення предмета АВ, яке утворює лінза з фокусною F , для випадків 1-4. Охарактеризуйте кожне зображення.

А

 

 

 

 

А

 

 

1

2F

F

F 2F

 

2F F

F 2F

 

 

В

 

 

 

 

В

 

 

 

А

 

 

 

 

А

 

3

2F

F

F 2F

4

2F

F

F 2F

 

 

 

В

 

 

 

 

В

 

295.Побудуйте зображення предмета АВ, яке утворює лінза з фокусною

відстанню

F

А

для випадків 1-6. Охарактеризувати кожне зображення.

А

1

В

 

 

2

В

F 2F

2F

F

F 2F

 

2F F

 

 

 

 

 

 

 

А

А

 

 

 

 

 

 

 

3

2F F

F 2F

4

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

 

В

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

А

 

5

 

F

 

6

F

 

 

 

 

 

 

 

В

 

 

 

В

 

296.Дифракційна решітка має 600 штрихів на 1 мм довжини. Під яким кутом спостерігається у спектрі першого порядку зелена лінія ртуті з довжиною хвилі 546,1 нм.

297.Дифракційна решітка має 500 штрихів на 1 мм. На неї падає нормальне монохроматичне світло з довжиною хвилі 590 нм. Який найбільший порядок максимуму спостерігається при цьому?

298.Стала (період) дифракційної решітки 2 мкм. Визначити довжину хвилі жовтої лінії натрію, якщо найбільший порядок спектра для неї дорівнює 3.

299.Промінь падає на воду під кутом 53°. Відбитий промінь повністю поляризований. Визначити показник заломлення води.

31

300.Площини поляризатора й аналізатора утворюють кут 45°. В скільки разів зменшує інтенсивність світла аналізатор? Втратами інтенсивності світла знехтувати.

301.Знаючи, що в спектрі світної хмари при вибуху атомної бомби максимум енергії припадає на довжину хвилі 29 нм. Визначити температуру поверхні світної хмари.

302.На яку довжину хвилі приходиться максимум випромінювання людського тіла

(37°С)?

303.Знайти кут повної поляризації при відбиванні світла від скла, показник заломлення якого 1,57.

304.Під яким кутом до горизонту повинно знаходитись Сонце, щоб його промені, відбиті від поверхні озера, були найбільше поляризованими? (показник заломлення води

1,3).

305.Знайти показник заломлення скла, якщо при відбиванні від нього світла відбитий промінь буде повністю поляризованим при куті заломлення 30°.

306.Знайти кут між головними площинами поляризатора й аналізатора, якщо інтенсивність природного світла, яке проходить через поляризатор і аналізатор, зменшиться у 4 рази.

307.Робота виходу електронів із срібла дорівнює 7,55·10-19 Дж. Визначити довжину хвилі червоної межі фотоефекту для срібла.

308.Чи відбуватиметься фотоефект, якщо на поверхню срібної пластинки спрямувати ультрафіолетові промені з довжиною хвилі 3∙10-7 м? Робота виходу електронів із срібла 4,75 еВ.

309.Робота виходу електронів для цинку 5,5·10-19 Дж. Визначити швидкість фотоелектронів, якщо енергія фотонів 5,6·10-19 Дж, маса електрона 9,1·10-31 кг.

310.Електрон пройшов прискорюючу різницю потенціалів 150 В. Яка довжина хвилі де Бройля цього електрона?

311.Електрон, прискорюючись в електричному полі, збільшив свою кінетичну енергію до 1 кеВ. Знайти довжину електронної хвилі де Бройля.

312.Напруга між анодом та катодом рентгенівської трубки 5·104 В. Обчисліть довжину хвилі рентгенівського випромінювання.

313.Скільки фотонів випускає за 1 с розжарена дротина електричної лампи, корисна потужність якої 1 Вт, якщо середня довжина хвилі світла, випромінюваного нею 10-6 м?

314.Залізну кульку, віддалену від інших тіл, опромінюють монохроматичним світлом з довжиною хвилі 2·10-7 м. До якого максимального потенціалу зарядиться кулька, втрачаючи фотоелектрони? Робота виходу електронів із заліза дорівнює 4,36 еВ.

315.Визначити роботу виходу електрона з поверхні фотокатода і червону межу фотоефекта, якщо при опроміненні фотоелемента світлом з частотою 1,6·1015 Гц фотострум припиняється при замираючій напрузі 4,1 В.

316.Сила світла для Сонця складає 3.1027 кд. Знайти максимальну опроміненість поверхні Землі на екваторі і на помірній широті 60° наприкінці березня. Поглинанням атмосфери знехтувати.

317.На фермах для дезинфекції повітря застосовують ультрафіолетове

випромінювання з довжиною хвилі 254 нм. Скільки фотонів падають на поверхню тіла тварин площею 0,5м2 за1 с, якщо середнє опромінення поверхні6 Вт/м2 ?

318. Температура грунту, политого водою, вдень дорівнювала на 2 ºС нижча чим не полита. На наступний день вище на 1,5ºС, чим не полита. Чи немає тут помилки в показах термометра?

32

319.Знайти температуру печі, якщо відомо, що випромінювання із отвору в ній площиною 6,1 см2 має потужність 34,6 Вт. Випромінювання вважати наближеним до випромінювання абсолютно чорного тіла.

320.Потужність випромінювання абсолютно чорного тіла 34 кВт. Знайти температуру цього тіла, якщо відомо, що його поверхня 0,6 см2.

321.Абсолютно чорне тіло має температуру 2900 К. В результаті охолодження тіла довжина хвилі, на яку припадає максимум спектральної густини енергетичної світності, змінилася на Δλ = 9 мкм. До якої температури охолонуло тіло?

322.Обчислити ККД двигунів атомного криголама, якщо потужність їх дорівнює 3,2·104 кВт, а атомний реактор витрачає 200 г урану 235 на добу. Внаслідок поділу одного ядра атома урану виділяється енергія 200 МеВ.

323.У скільки разів зменшиться число атомів одного з ізотопів радону за 1,91 доби? Період напіврозпаду цього ізотопу Т = 3,82 доби.

324.Знайти масу фотона: а) червоних променів світла (700 нм); б) рентгенівських променів (25 пм); в) гамма-променів (1,24 пм).

325.Знайти енергію та масу фотона, якщо довжина хвилі, яка відповідає йому, дорівнює 1,6 пм.

326.До електродів рентгенівської трубки прикладена різницю потенціалів 60 кВ. Найменша довжина хвилі рентгенівських променів, отриманих від цієї трубки, 20,6 пм. Знайти з цих даних сталу Планка.

327.Довжина хвилі гамма-випромінювань радію 1,6 пм. Яку різницю потенціалів необхідно прикласти до рентгенівської трубки, щоб отримати рентгенівські промені з цією довжиною хвилі?

328. Яка мінімальна енергія необхідна для розщеплення ядра азоту

14

N

7

 

на протони і

нейтрони Маса нейтрального атома

14

N

7

 

дорівнює 14,00307 а.о.м.,

m

p

 

1,6728 10

27

 

кг,

m

 

1,6749 10

27

n

 

 

 

 

кг.

329. Розрахуйте енергію зв’язку ядра атома дейтерію 12 H :

m

p

1,00728

 

 

а.о.м.,

m

n

1,00866

 

 

а.о.м.,

M

 

2

H

1

 

2,01410

а.о.м.,

m

e

0,00055

 

 

а.о.м.

 

 

 

 

3

Не

 

 

 

330.

Обчислити дефекти маси и енергію зв’язку ядра ізотопу

2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

331.

Обчислити дефекти маси, повну та питому енергію зв’язку ядра ізотопу кисню

16

О .

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

332.

Обчислити дефект маси, повну та питому енергію зв’язку ядра ізотопу кальцію

20

40 Са .

 

 

 

 

 

 

333.

4Обчислити дефект маси, повну та питому енергію зв’язку ядра ізотопу ртуті

80200 Нg .

334. При бомбардуванні нейтронами ізотопу бору

10

B

5

 

утворюються α-частинки.

Напишіть рівняння цієї ядерної реакції і знайдіть її енергетичний вихід

 

 

335. В результаті якого радіоактивного розпаду плутоній 23994 P перетворюється в

92

 

?

235

 

 

U

 

336.Який ізотоп утворюється з 23290Th після чотирьох α-розпадів та двох β-розпадів?

337.Який ізотоп утворюється з 23892 U після трьох α-розпадів та двох β-розпадів?

338.Який ізотоп утворюється з 23992 U після одного α-розпаду та двох β-розпадів?

339.Який ізотоп утворюється з 38 Li після одного α-розпаду та одного β-розпаду?

33

340.

Який ізотоп утворюється з

51 Sb після чотирьох β-розпадів?

 

 

 

 

 

133

 

 

341.

Знайти число протонів і нейтронів, які входять у склад ядер трьох ізотопів

магнію: а) 12

Mg ; б) 12 Mg .

 

 

 

 

 

 

24

25

 

 

 

 

 

342.

Знайти число протонів і нейтронів, які входять у склад ядер трьох ізотопів

магнію: а) 12

Mg ; б) 12 Mg .

 

 

 

 

 

 

25

26

 

 

 

 

 

343.

Який склад ядер

3 H ,

4 He ,

27 Al ,

238U ,

237 Np ? Що можна сказати про кількість

 

 

 

1

2

13

92

93

нейтронів в ядрах при збільшенні їх порядкового номеру?

344. Визначити кількість протонів та нейтронів, що входять в склад ядер трьох

 

 

9

B

 

 

10

B

 

 

 

11

B

 

 

 

ізотопів бору:

5

,

5

,

 

5

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

345. Визначити кількість протонів та нейтронів, що входять в склад ядер трьох

 

 

 

16

O

 

 

17

O

 

 

18

 

ізотопів кисню:

8

,

 

8

,

8

O

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

346. Визначити зарядові числа ядер, масові числа та символи ядер, які отримують,

 

9

Be

 

13

N

 

 

 

23

Na

 

якщо в ядрах

4

,

 

7

 

 

,

 

11

нейтрони замінити протонами, а протони – нейтронами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

347. Дописати відсутні позначення елементів із зарядовим та масовими числом в

наступних ядерних реакціях. Пояснити принцип їх визначення:

 

F

H

19

1

 

9

1

 

16

8

O

 

?

;

55

Mn

25

 

 

1

H

 

 

 

1

 

348.

 

55

Fe ?

 

25

Mg ?

26

;

12

 

 

 

 

 

 

 

Дописати відсутні

 

22

Na

4

He

 

 

 

 

11

 

1

 

позначення

.

елементів із зарядовим та масовими числом в

наступних ядерних реакціях. Пояснити принцип їх визначення:

27 13

Al 4

2

He

30 15

P ?

,

198

Hg

80

 

 

1

n

198

Au ?

 

27

Al ?

0

79

,

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

349. Дописати відсутні

 

30

Si

1

H

 

 

 

14

 

1

.

 

 

 

позначення елементів із зарядовим та масовими числом в

наступних ядерних реакціях. Пояснити принцип їх визначення:

14

N

4

 

7

 

2

He

17

O

8

 

?

,

9

Be

4

 

 

4

He

 

2

 

350.

 

 

C ?

 

 

Li ?

 

12

 

6

 

 

6

 

,

3

 

Дописати відсутні

3 1

H

4

He

 

 

2

.

 

 

позначення елементів х в наступних ядерних реакціях.

Пояснити принцип визначення х:

24He(x, p)13H .

10 5

B(n, )x

;

x( p,n)1837 Ar ; x(n, )13H ;

40 18

Ar( ,n)x

;

351.

Визначити, чи є реакція 37Li 11H 74 Be 01n екзотермічною чи ендотермічною.

Визначити енергію ядерної реакції.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

Be

 

2

H

 

10

B

 

1

 

 

 

352.

Ядерна реакція протікає за

рівнянням:

 

 

 

4

1

 

5

 

0

n

.

Виділяється чи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

поглинається при цьому енергія та в якій кількості?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

Li

1

 

4

He

4

 

He

 

 

353.

Ядерна реакція протікає за рівнянням:

 

 

 

 

H

 

 

 

.

Виділяється чи

3

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

поглинається при цьому енергія та в якій кількості?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

4

 

 

 

 

12

С

1

n

 

 

 

354.

Ядерна реакція протікає за рівнянням:

4

2

Не

6

0

 

.

Виділяється чи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

поглинається при цьому енергія та в якій кількості?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

N

2

 

 

4

 

 

 

12

С

 

 

355.

Ядерна реакція протікає за рівнянням:

 

 

 

 

 

 

Н

 

Не

 

 

.

Виділяється чи

 

7

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

поглинається при цьому енергія та в якій кількості?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

356.

Для знаходження нейтронів використовують реакції захоплення теплових

нейтронів легкими ядрами 24He та

105 B , в результаті яких випускаються заряджені

частинки. Записати можливі реакції.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

34

357. Дописати відсутні позначення елементів х в наступних ядерних реакціях.

 

 

 

 

 

 

 

 

235

 

1

145

La x 4

 

1

 

 

 

235

1

 

99

Zr

135

 

 

1

 

 

Пояснити принцип визначення х:

x

U

 

 

n

 

 

n

;

 

 

U

 

n

 

 

Te x

 

n

.

 

 

0

 

57

 

 

 

 

0

 

 

 

x

 

0

 

 

x

 

 

 

 

x

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

358. Дописати відсутні

позначення

елементів х

 

 

в

 

наступних

 

ядерних

реакціях

 

 

 

 

 

 

 

 

232

 

 

1

 

140

 

 

 

1

 

 

x

Pu

1

80

 

 

157

Nd

 

1

 

Пояснити принцип визначення х:

 

Th

 

 

n x

 

 

Xe 3 n

;

 

 

n

 

Se

 

 

3 n

.

x

 

 

0

 

 

x

 

 

 

 

0

 

 

x

 

 

0

 

x

 

 

 

 

x

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

238

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

359. Визначити, в який елемент перетвориться: 1)

 

 

92

U

після трьох

 

–розпадів та

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

двох – розпадів; 2)

23592U після шести –розпадів та трьох – розпадів; 3)

23290Th після

послідовних

 

–розпаду, двох

 

 

– розпадів та

 

–розпаду.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

235

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

360. Ядро урану

92

U

, захоплюючи тепловий нейтрон, ділиться на ізотопи стронцію

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

та ксенону з масовими числами 95 та 139, другий з яких, будучи радіоактивним, отримує

три –розпади. Записати реакцію поділу, а також ланцюг –розпадів.

235U

361. При захопленні нейтрона ядром урану 92 утворюється два осколки поділу та два нейтрони. Визначити зарядове та масове числа одного з осколків якщо іншим

 

95

Sr

 

шматком є ядро стронцію

38

.

 

 

 

 

362.Записати реакцію безпосереднього перетворення актинію-227 у францій-223; чи можливий – або –розпад?

363.Пояснити фізичні властивості рідких кристалів. Охарактеризуйте коротко їх класифікації.

364.Які властивості мають кристали? Як пояснити виникнення візерунків на замерзлих вікнах?

365.Який рух виконують частинки в кристалічній ґратці. Вивести формулу теплоємності кристала при сталому об’ємі.

366.Пояснити, чи для всіх твердих хімічних сполук справджується закон ДюлонгаПті. Навести приклади.

367.Як пояснює теплоємність твердих тіл класична фізика? Як пояснює теплоємність твердих тіл квантова механіка?

368.Пояснити явище теплопровідності твердих тіл з точки зору класичної фізики. Пояснити явище теплопровідності твердих тіл з точки зору квантової механіки?

369.Описати основні властивості фононів (енергія, імпульс, спін, хімічний потенціал тощо).

370.Пояснити, чому взимку при одній і тій же температурі металічні тіла здаються холоднішими ніж дерев’яні або пластмасові?

371.Пояснити, чому за умови, що в ядрах атомів є позитивно заряджені частинки – протони і нейтральні частинки – нейтрони, частинки ядра не розлітаються, а утримуються в ядрі досить міцно. (Відомо ж, що однойменні заряди відштовхуються).

372.Визначити густину атомного ядра (за умови, що воно має сферичну форму). Пояснити, чому густина ядерної речовини приблизно однакова для всіх ядер?

373.Пояснити поняття надтонкої структури.

374.Пояснити явище ядерного магнітного резонансу (ЯМР). Де застосовується це

явище?

375.Що називається атомною одиницею маси. Чому вона у багатьох хімічних елементів не є цілим числом? Фізичний зміст зарядового та масового чисел в ядрі атома. Як їх знайти?

376.Пояснити причину виникнення дефекту маси у разі утворення ядра з окремих нуклонів.

35

377.Які сили діють між нуклонами в атомних ядрах? Виявленням якого виду фундаментальних взаємодій є ці сили? Які властивості мають ядерні сили притягання?

378.Пояснити принцип побудови моделі атомного ядра. Коротко охарактеризувати відомі Вам моделі.

379.Пояснити, що називається ядерною реакцією? Навести приклади запису ядерної реакції символічним методом з поясненням кожного символу.

380.Які закони виконуються під час ядерних реакцій? Описати коротко стадії ядерної реакції.

381.Які особливості опромінення урану нейтронами? Пояснити за допомогою реакцій, як відбувається поділ важких ядер за допомогою нейтронів.

382.У чому полягає радіаційне захоплення. Навести приклади.

383.У чому полягає виникнення ланцюгової ядерної реакції. Пояснити її на

прикладі

235

U .

384.

Пояснити, під дією яких частинок – нейтронів чи

виконуються більш ефективно.

–частинок – ядерні реакції

385.Який спосіб виконання ланцюгової реакції закладено в основу дії атомної бомби. Коротко його охарактеризуйте.

386.Який спосіб виконання ланцюгової реакції закладено в основу ядерних реакторів. Коротко його охарактеризуйте.

387.Пояснити особливості реактора-розмножувача та записати ядерні реакції, за рахунок яких може відбуватися в них процес відновлення ядерного пального.

388.Пояснити, до якого типу відноситься ланцюгова реакція поділу, якщо

коефіцієнт розмноження: 1)

k

1

; 2)

k

1

, 3)

k

1

.

389.Що називається термоядерною реакцією? Які умови її проходження?

390.Пояснити, чому поділ важких ядер супроводжується виділенням великої кількості енергії? Як та де це можна використати?

391. Чому існування антинейтрино повністю дозволяє пояснити всі особливості розпаду?

 

 

 

392.Знайти напругу у шийці гачка підіймального крану при повному навантаженні, якщо діаметр шийки гачка 28 мм, а вантажопідйомність крану 29400 Н.

393.При розтягуванні мідної проволоки з поперечним перерізом 1, 5 мм2 , початок

залишкової деформації спостерігався при навантаженні в 4,5 кг. Яка межа пружності матеріалу проволоки?

394.На скільки градусів необхідно нагріти мідну дротину діаметром 0,5 мм, щоб вона отримала таке ж видовження, як і при розтягу силою 147 Н?

395.До стальної проволоки довжиною 10 м та діаметром 1 мм прикладена силу 98 Н. Визначити абсолютне видовження дротини.

396.Яку силу необхідно прикласти до латунної дротини довжиною 5 м та діаметром 0,3 мм для її видовження на 2 мм?

397.На базі горючо-мастильних матеріалів ферми в цистерну залито 100 л керосину при 100С. Яким буде об’єм цього керосину при 25 0С? Коефіцієнт об’ємного розширення керосину 0,001 К-1.

398.Довжина стальної стрічки в рулетці при 0 0С дорівнює 10 м. На скільки збільшиться довжина стрічки при нагріванні до 30 0С?

399.Знайти жорсткість пружини, яка під дією сили 2 Н видовжилася на 4 см.

36

400.Дві пружини рівної довжини, скріплені одними кінцями, розтягують за вільні кінці руками. Пружина з жорсткістю 100 Н/м видовжилася на 5 см. Яка жорсткість другої пружини, якщо її видовження дорівнює 1 см?

401.У скільки разів відрізняється жорсткість тросу, звитого з шести дротин, від жорсткості однієї дротини цього тросу?

402. Жорсткість однієї пружини дорівнює складена з цих пружин, які з’єднані послідовно?

k

1

 

, а іншої

k

2

 

. Яка жорсткість пружини,

403.Знайти видовження буксирного тросу жорсткістю 100 кН/м при буксуванні автомобіля масою 2 т з прискоренням 0,5 м/с2. Тертям знехтувати.

404.Стальний стержень довжиною 2 м під дією ваги 5000 Н не повинен видовжитись більш ніж на 0,3 мм. Якого поперечного перерізу необхідно взяти стержень?

405.Стальний канат діаметром 10 мм витримує вагу нерухомого вантажу. Якого діаметру повинен бути канат, якщо вантаж, рухаючись вгору, при миттєвій зупинці

отримає прискорення

8g

?

406.Яку силу необхідно прикласти до кінців стального стержня з площиною поперечного перерізу 10 см2, щоб не дати йому розширитись при нагріванні від 0 0С до

30 0С?

407.До стальної дротини радіусом 1 мм підвішений вантаж. Під дією цього вантажу дротина отримала таке ж видовження, як і при нагріванні на 20 0С. Знайти масу вантажу.

408. Мідна дротина натягнута гарячою при температурі

t1 150

0

C

між двома

 

 

 

 

міцними нерухомими стінками. При якій температурі

t2 , охолоджуючись, дротина

розірветься? Вважати, що закон Гука виконується аж до моменту розриву дротини.

409. При розтягу мідної дротини, поперечний переріз якої

2

, початок

S 1, 5 мм

залишкової деформації спостерігається при навантаженні

F 44,1 Н . Яка межа пружності

матеріалу дротини?

410. Яким повинен бути граничний діаметр стального тросу, щоб він витримав навантаження F 9,8 кН ?

411.Знайти довжину мідної дротини, яка підвішена вертикально та починає розриватися під дією власної сили тяжіння?

412.Для вимірювання глибини моря з пароплава занурили гирю на стальному тросу.

Яку

1000

найбільшу глибину можна виміряти таким способом? Густина морської води

кг м

3

. Масою гирі в порівнянні з масою троса знехтувати.

413.З даху будинку звішується стальна дротина довжиною 40 м та діаметром 2 мм. Навантаження якої сили може витримати ця дротина? На скільки видовжиться ця дротина, якщо до неї підвісити вантаж масою 70 кг? Границя міцності сталі 294 МПа.

414.Алюмінієвий дріт при 0°С має опір 4,25 Ом. Який опір матиме дріт при температурі 200°С? Температурний коефіцієнт опору алюмінію 4,5·10-3 К-1..

415.Через яку площу поверхні суглинистого ґрунту пройде 4,83105 Дж тепла на

протязі 1 год., якщо температура на поверхні ґрунту 200 C , а на глибині 0,5 м вона дорівнює 100 C . Коефіцієнт теплопровідності ґрунту 1, 01 Дж /(м с К ) .

416. Обмотка електромагнітів генератора виконана з мідного проводу, який має при температурі 100 C опір 14, 2 Ом . Після роботи опір обмотки зріс до 16,5 Ом . Яка при цьому температура обмотки?

37

 

417. Зовнішня поверхня стіни має температуру t1 20

0

C , внутрішня – температуру

 

 

 

 

 

 

 

t2

20

0

C . Товщина стіни 40 см. Знайти коефіцієнт теплопровідності матеріалу стіни,

 

 

 

 

 

 

 

якщо через кожний 1 м

2

її поверхні за 1 годину проходить 462 кДж тепла.

 

 

 

 

 

 

 

418.Довжина стальної стрічки в рулетці при 00С дорівнює 10 м. На скільки збільшиться довжина стрічки при нагріванні на до 300С?

419.На скільки зміниться опір залізного телеграфного проводу довжиною 100 км та площею поперечного перерізу 10 мм2, якщо температура повітря коливається від -300С взимку до +300С влітку?

420.Визначити електрорушійну силу термоелемента при різниці температур спаїв в 350С, якщо стала термопари 0,04 мВ/К.

421.Один спай термопари мідь-константан знаходиться в посудині з танучим льодом, а другий тримають у руці. Гальванометр, що включений у коло термопари, показує 6,45∙10-5 А. Опір всього кола 22 Ом. Визначити температуру руки. Стала термопари 4,3∙10-5 В/К.

422.ЕРС, яка виникає у термопарі залізо-константан (стала термопари 0,05 мВ/К), один спай якої знаходиться у печі, а другий занурений у танучий лід, дає відхилення стрілки гальванометра на 200 поділок. Яка температура в печі, якщо ціна поділки

гальванометра C 10

7

А / поділ. , а його опір 1000 Ом?

 

423. Термопару мідь-константан з опором

R1

Опір термопари не враховувати.

5Ом з’єднали з гальванометром, опір

якого

R2

100Ом

. Один спай розташований у посудині з танучим льодом, а другий – у

посудині з гарячою рідиною. Сила струму в колі дорівнює 37 мкА. Постійна термопари 43 мкВ/К. Знайти температуру рідини.

424. Сила

струму

в

колі, що складається

з

термопари опором

R1

4Ом

і

гальванометра опором

R2 80Ом , дорівнює

26 мкА

при різниці

температур спаїв

t 50

0

C . Визначити сталу термопари.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

425. Знайти

значення

термо-ЕРС термопари

залізо-константан, якщо

різниця

температур спаїв 500

0С,

а концентрація

електронів в металах

n 1, 5 1022 м 3

та

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

n2

310

23

м

3

 

 

.

426.У скільки разів повинна відрізнятися концентрація електронів у термопарі хром ель-алюмель, якщо при різниці температур спаїв 10000С термо-ЕРС дорівнює 10 мВ?

427.Визначити термо-ЕРС термоелемента, якщо різниця температур спаїв 1350C, а постійна термопари дорівнює 0,04 мВ/К.

428.Питома термо-ЕРС термопари мідь-константан дорівнює 43 мкВ/К, термо-ЕРС

– 2,5 мВ. Знайти температуру гарячого спаю, якщо T1

T2

1, 2 .

429.

Визначити співвідношення концентрацій електронів у міді і константану, якщо

стала термопари мідь-константан дорівнює 4, 310

5

B K .

 

430.

Знайти термо-ЕРС у термопарі, якщо 0, 06 мB K , а різниця температур спаїв

становить 410С.

 

 

431.

Температура холодного спаю термопари вісмут-залізо за шкалою Цельсія

становить 1 5 температури гарячого спаю, термо-ЕРС дорівнює 7,36 мВ, постійна

термопари

92 10

6

B K

 

. Знайти температуру гарячого спаю.

432. Сила струму в колі, що складається з термопари опором 5 Ом та гальванометра опором 100 Ом, дорівнює 34 мкА при різниці температур спаїв 700С. Визначити сталу термопари.

38

433. Один спай термопари мідь-константан знаходиться в посудині з танучим льодом, інший – в посудині з водою. Гальванометр показує 0,2 мА. Опір всього кола 15

Ом. Визначити температуру води, якщо стала термопари 4, 310

5

B K .

 

434.

Концентрація вільних електронів у залізі та константані відповідно дорівнює

n1 1, 5 10

22

м

3

та n2 310

23

м

3

. Знайти сталу термопари.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

435.

Зразок

чистого

кристалічного кремнію містить 1, 5 1028

атомів у кожному

кубічному метрі. При температурі 200С один атом з кожних 0, 9 1012

атомів іонізований.

Рухливість електронів і дірок відповідно дорівнює 0,14 м2/(В∙с) та 0,05 м2/(В∙с).

Визначити питомий опір зразка за цих умов.

4, 42 10

 

ат м

 

. При температурі 300 К

436. Чистий кристалічний германій містить

28

3

 

 

 

 

 

 

один атом з кожних 1, 95 10

9

атомів ізольований. Рухливість електронів та дірок при цій

 

 

 

 

 

 

 

температурі відповідно дорівнює 0,39 м2/(В∙с) та 0,19 м2/(В∙с). Визначити: 1) питомий опір зразка; 2) питомий опір германію, легованого атомами індію при 300 К, якщо на кожні 107 атомів германію припадає один домішковий атом.

437. У чистому кремнію концентрація носіїв

заряду

при

300

К

 

n 1, 45 1010 см 3

рухливість електронів n

0,15 м

2

(B c) ,

а дірок

p 0,045 м

2

(B c)

. Який опір кремнієвого

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стержня довжиною 3 см і площею перерізу 4 мм2?

 

температурі

 

 

t 27

 

C

дорівнює

438. Питомий

 

опір

чистого

германію

при

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0, 47 Ом м . Визначити концентрацію носіїв заряду, якщо рухливість електронів і дірок

за цих умов відповідно дорівнює n

0, 39 м

2

(B c) та

p 0,19 м

2

(B c) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

439. Рухливість електронів у напівпровіднику GaAs дорівнює

0,85 м

2

 

 

(B c) , а дірок

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0, 04 м

2

(B c) . Питомий опір

GaAs

при

270С дорівнює 10 Ом м

. Знайти концентрацію

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

основних носіїв заряду.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

440. Питомий опір чистого кремнію при 270С дорівнює

2, 208 кОм м . Визначити

рухливість електронів, якщо концентрація носіїв заряду за цих умов

n p

 

1, 458 10

м

3

,

 

i

i

 

 

 

 

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а рухливість дірок

p

0,045 м 2

(B c) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

441. Питомий опір чистого германію при температурі 270С дорівнює

0, 47 Ом м , а

концентрація носіїв заряду

n p

2, 310 м

3

. Визначити рухливість дірок за цих умов,

 

 

i

 

i

 

 

 

19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

якщо рухливість електронів

n

0, 39 м

2

(B c) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

442. Визначити

 

питомий

 

опір кремнію

при

температурі

t1 157

0

C ,

якщо

при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кімнатній температурі t2 27

0

C

 

його питомий опір

2,

2 кОм м . Ширину забороненої зони

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кремнію вважати рівною 1,12 еВ.

арсеніду

галію

GaAs при температурі

t1

27

 

C

має

443. Зразок

напівпровідника

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

питомий опір

106

Ом м . Визначити ширину забороненої зони в еВ, якщо при t2

870 C

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

його питомий опір

2

10

Ом м .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

444.Знайти мінімальну енергію для утворення пари електрон-дірка в кристалі арсеніду галію, якщо його питома провідність змінилась у 10 разів при зменшенні температури від 200С до 30С.

445.Кристал германію, ширина забороненої зони якого дорівнює 0,66 еВ,

нагрівають від t1 00 C до температури t2 100 C його питома провідність зросла в 2,28 рази. За наведеними даними обчислити ширину забороненої зони у кремнію.

446. У скільки разів зменшиться питомий опір чистого германію при збільшенні температури від –400С до 1000С. Енергія активації для германію дорівнює 0,66 еВ.

39

447. Питомий опір германію при

t

150

0

C

 

1

 

 

 

дорівнює

 

0, 015

1

 

Ом

м

, а при

t

 

27

0

C

2

 

 

 

 

 

він дорівнює

 

2

0, 47

 

 

Ом м

. Визначити ширину забороненої зони германію в еВ.

448.

Опір кристалу PbS

при температурі t1 20

0

C

дорівнює R1 10 Ом . Визначити

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

його опір при температурі t2 80

0

C , якщо ширина забороненої зони E 0, 41 еВ .

 

 

 

449.

Кремнієвий зразок нагрівають від температури t1 0

0

C

до температури t2

10

0

C .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У скільки разів зросте його питома провідність, якщо ширина забороненої зони для кремнію E 1,1 еВ ?

10

6

 

450.

См / м

Питома провідність напівпровідника , а ширина забороненої зони E 1, 42 еВ

GaAs при температурі 270С дорівнює

. При якій температурі його провідність

досягатиме

10 См /

м

?

451. Визначити червону межу внутрішнього фотоефекту для сульфіду кадмію при температурі 300 К, якщо ширина забороненої зони E 2, 42 еВ за цих умов.

452.Гранична довжина хвилі фотопровідності кремнієвого напівпровідника, легованого атомами індію, дорівнює 80 мкм. Знайти енергію активації цієї домішки.

453.Обчислити середнє число магнетонів Бора, які приходяться на один атом заліза,

якщо при насиченні намагніченість заліза Jнас. 1,85 10

6

А / м .

 

 

 

 

 

 

454. Магнітна сприйнятливість алюмінію

2,110

5

.

 

Визначити його питому

магнітну пит та молярну мол сприйнятливість. Густина

маса 27 кг/кмоль.

455. При індукції магнітного поля 1 Тл на кожен см3 2·10-4 Дж. Визначити магнітну проникність заліза.

алюмінію 2700 кг/м3, атомна

заліза припадає енергія поля

40

РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА

1.Савельев И.В. Курс физики: Учеб.: в 3-х томах. Т. 1: Механика. Молекулярная физика. – М.: Наука, 1989. – 352 с.

2.Савельев И.В. Курс физики: Учеб.: в 3-х томах. Т. 2: Электричество. Колебания и волны. Волновая оптика. – М.:

Наука, 1989. – 464 с.

3.Савельев И.В. Курс физики: Учеб.: в 3-х томах. Т. 3: Квантовая оптика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра

иэлементарных частиц. – М.: Наука, 1989 – 304 с.

4.Трофимова Т.И. Курс физики: Учебник для студ. вузов. – М.: Высш. шк., 1985. – 432 с

5.Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики. – М.: Наука, 1976. – 464 с.

6.Сборник задач по общему курсу физики (для сельскохоз. институтов) Учеб.. пособие Под ред. Р.И. Грабовского. –

М.: «Высш. школа», 1975. – 127 с.

7.Грабовский Р.И. Курс физики. Учеб. Пособие для с/х ин-тов. Изд. 4-е, перераб. и доп. М., «Высш. школа», 1974.

8.Король А.М., Андріяшик М.В. Фізика. Механіка, молекулярна фізика і термодинаміка. Електрика і магнетизм. Оптика. Елементи квантової механіки, фізики атома, атомного ядра і елементарних частинок. Підручник для студентів вищих технічних навчальних закладів. – К.: Фірма „Інкос”, 2006. – 344 с.

41