КР №2 Высшая физика 1 курс 18 вариант
.docxЗадача №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 |
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:
-
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.
-
при r < R
(3.1)
Так как из условия симметрии следует, что модуль вектора во всех точках линии магнитной индукции одинаков, то
-
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 Nmin 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 = 53о. Какой наименьшей толщины dmin 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 Ak = 2,2 эВ, и Aс. = 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:
|
|
|
|
|