физика 3
.docxМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНЖЕНЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ»
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №2
(БЛОК 1)
по дисциплине«Физика»
Выполнил студент: 1 курса дистанционного обучения
Направление: 150302с
“Технологические машины и оборудование”
Шифр: 14-012
Ф.И.О.
Проверил: Татохин Е. А.
Вариант № 2
412. По трем параллельным прямым проводам, находящимся на одинаковом расстоянии d= 20 см друг от друга, текут одинаковые токи I=400 А. В двух проводах направления токов совпадают. Вычислить для каждого из проводов отношение силы, действующей на него, к его длине.
|
I1=I2=I3=400А R = 20 cм |
Сила
взаимодействия двух прямолинейных
бесконечно длинных параллельных токов
на единицу их длины
Из
рисунка видно, что F1=F2=2×F×cos60º=2×F×0.5=F.
Поэтому
Сила
F3
им не равна. Так как F3=2×F×cos30º= |
|
F1 -? F2 - ? F3 - ?
|
,
где R
– расстояние между токами I1
и I2.
Поскольку расстояния между проводами
и токи равны, то силы взаимодействия
между любыми парами проводов будут
одинаковыми.
.
.
Поэтому
.432. Однозарядный ион натрия прошел ускоряющую разность потенциалов U= 1 кВ и влетел перпендикулярно линиям индукции в однородное магнитное поле (В = 0,5 Тл). Определить относительную атомную массу А иона, если он описал окружность радиусом = 4,37 см.
|
U=1кВ В = 0,5 Тл R=4.37см |
Ион с зарядом e прошел разность потенциала U, и его кинетическая энергия по закону сохранения энергии стала равной Ek=e×U. По
определению кинетическая энергия
равна
Отсюда
находим скорость
Свяжем
систему отсчета с зарядом. Тогда на
него действует две силы: 1) сила Лоренца
Из
третьего закона Ньютона получаем, что
эти силы равны по модулю и противоположны
по направлению. Поэтому
Относительная
атомная масса иона равна
Это натрий Na23. |
|
A- ? |
,
где V
– скорость.
,
где B
- индукция магнитного поля; 2) сила
инерции (центробежная сила)
,
где R
– радиус.
.
Откуда удельный заряд равен
.
Подставляем
и получаем
.
Откуда
.
,
где mp=1.67×10-27кг
– масса протона. Подставляем
числа.
.
452. Магнитный поток Ф сквозь сечение соленоида равен 50 мкВб. Длина соленоида l= 50 см. Найти магнитный моментpm, если его витки плотно прилегают друг к другу.
|
Ф/N=50мкВб l = 50 см |
Индуктивность
соленоида
Тогда
магнитный поток равен по определению
Откуда
Величина
pm=S×I
– это магнитный момент одного витка,
а Pm=N×S×I
– магнитный момент всего соленоида.
Поэтому |
|
Pm-? |
,
где N
– число витков, l
– его длина, S
– площадь поперечного сечения, μ
– относительная магнитная проницаемость
(в нашем случае μ=1),
μ0
=
4π×10-7Г/м
– магнитная постоянная.
.
.
.472. На картонный каркас длиной l= 0,8 м и диаметром D= 4 см намотан в один слой провод диаметром d= 0,25 мм так, что витки плотно прилегают друг к другу. Вычислить индуктивность Lполучившегося соленоида
|
|
|
|
l = 0.8 м D = 4 см d = 0,25 мм |
Известно, что индуктивность соленоида
|
|
L= ? |
,
где V=S×l
– объем соленоида, μ – магнитная
проницаемость сердечника (в нашем
случае его нет и μ=1), n
– число витков на единицу длины
соленоида. Величина
,
где N
– число витков, так как намотка
однослойная. Но
,
где d
– диаметр провода, так как намотка
плотная. Поэтому
.
Подставляем в L:
.
Кроме того
.
Поэтому искомая величина
.
Подставляем числа
2,02×10-2Гн=20.2мГн.502. На тонкую пленку в направлении нормали к ее поверхности падает монохроматический свет с длиной волны = 500 нм. Отраженный от нее свет максимально усилен вследствие интерференции. Определить минимальную толщину dminпленки, если показатель преломления материала пленки n = 1,4.
|
n = 1.4 α = 90º λ = 500 нм |
Оптическая
разность хода световых лучей, отраженных
от двух поверхностей тонкой пластинки,
по обе стороны которой находится
воздух, равна
|
|
d =? |
.
Пленка будет окрашена в цвет длиной
волны λ, если оптическая разность хода
световых лучей будет равна ±k×λ
(условие максимума интенсивности при
интерференции). Тогда
.
Из формулы видно, что минимальное d
будет при k=1
т.е.
.
Получаем толщину пластинки
.
А так как свет падает нормально (α=90º),
то
.
Подставляем числа (переводя одновременно
все величины в систему СИ).
.
Воронеж2015