КР №2 Высшая физика 1 курс 18 вариант

Задача №1

Гальванометр имеет 100 делений, цена каждого деления 1 мкА, внутреннее сопротивление его 1 кОм. Как из этого гальванометра сделать амперметр для измерения тока до 1 А или вольтметр для измерения напряжения до 100 В ?

Дано:	Решение:
N = 100	Для того, чтобы из данного гальванометра сделать амперметр с пределом измерения Imax, необходимо параллельно подключить к нему сопротивление Тогда чила тока в цепи (1.1)
c = 10-6 A
r = 103 Ом
Imax = 1 A
Umax = 100 В
Найти: R1 = ?
R2 = ?

Сила тока гальванометра:

(1.2)

Напряжение в гальванометре согласно закону Ома:

(1.3)

Напряжение на сопротивлении:

Тогда сила тока на сопротивлении:

(1.4)

Подставим формулы 1.2, 1.3 и 1.4 в 1.1:

2. Для того, чтобы сделать из гальванометра вольтметр, к нему необходимо последовательно подсоединить сопротивление.

Напряжение в цепи:

Напряжение на сопротивлении

Ответ:

Задача №2

По тонкому прямолинейному проводнику протекает постоянный ток I. Найти индукцию магнитного поля на расстоянии b от проводника в точке О.

Дано:	Решение:
I
b
ψ
Найти: B - ?

Магнитная индукция в произвольной точке О, создаваемая прямолинейным проводником с током I.

(2.3)

(2.4)

Подставим 2.2, 2.3 и 2.4 в 2.1:

Задача №3

По круглому бесконечно длинному проводнику радиусом R течет ток постоянной плотности j. Найти магнитную индукцию как функцию расстояния от оси проводника.

Дано:	Решение:
R
j
Найти: B(r) - ?

В качестве контура выберем окружность радиуса r с центром на оси координат.

1. при r < R

(3.1)

Так как из условия симметрии следует, что модуль вектора во всех точках линии магнитной индукции одинаков, то

2. при

B этом случае

Задача №4

Длинный прямой проводник с током I и П–образный проводник с подвижной перемычкой расположены в одной плоскости. Перемычку, длина которой l, перемещают вправо с постоянной скоростью v. Найти э.д.с. индукции в контуре как функцию расстояния r.

Дано:	Решение:
l I
V
Найти: - ?

В перемычке при движении возникает ЭДС индукции

Где

(4.2)

Индукция магнитного поля, создаваемая прямолинейным проводником с током

Подставим 4.3 в 4.2

Задача №5

Между стеклянной пластинкой и лежащей на ней плосковыпуклой линзой находится жидкость. Найти показатель преломления жидкости, если радиус r₃ третьего темного кольца Ньютона при наблюдении в отраженном свете с длиной волны λ = 0,6 мкм равен 0,82 мм. Радиус кривизны линзы R = 0,5 м.

Дано:	Решение:
R = 0,5 м
Найти: n - ?

Разность хода лучей:

ИЗ

Поскольку

Условие возникновения темного кольца

Приравняем 5.2 и 5.3

Ответ: n = 1,34.

Задача №6

Какое наименьшее число N_min штрихов должна содержать дифракционная решетка, чтобы в спектре второго порядка можно было видеть раздельно две желтые линии натрия с длинами волн λ = 589,0 нм и λ = 589,6 нм? Какова длина такой решетки, если постоянная решетки d = 5 мкм?

Дано:	Решение:
	Разрешающая способность оптического прибора
k = 2
Найти:
Приравняем 6.1 и 6.2 Длинна решетки Ответ: .

Задача №7

Пластинку кварца толщиной d = 2 мм поместили между параллельными николями, в результате чего плоскость поляризации монохроматического света повернулась на угол = 53^о. Какой наименьшей толщины d_min следует взять пластинку, чтобы поле зрения поляриметра стало совершено темным?

Дано:	Решение:
	Угол поворота плоскости поляризации для оптически активных кристаллов В первом случае Во втором Разделим 7.2 на 7.1
Найти:

Задача №8

Найти температуру печи, если известно, что из отверстия в ней размером в 6.1см излучается в 1 секунду энергия в 8.28 калорий.

Дано:	Решение:
	Энергетическая светимость отверстия Согласно закону Стефана-Больцмана Приравняем 8.2 и 8.1:
Найти: T - ?

Ответ: 1000,8 К.

Задача №9

Определить красную границу фотоэффекта для калия и серебра, работы выхода для которых равны соответственно A_k = 2,2 эВ, и A_с. = 4,7 эВ. Пригодны ли эти металлы для использования их в фотоэлементе при облучении видимым светом?

Дано:	Решение:
	Красная граница фотоэффекта
Найти:

Серебро не подходит в качестве элемента для видимого света.

Задача №10

Пусть электрон заключен в области порядка . Чему равна неопределенность его импульса? Какой энергии это соответствует? (Это, примерно, энергия связи электрона в атоме).

Дано:	Решение:
	Воспользуемся соотношением неопределенностей Гейзенберга Неопределенность импульса Связь кинетической энергии и импульса В данном случае можно считать , тогда
Найти: