12

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Петрозаводский государственный университет»

Кольский филиал

Кафедра теплофизика

Дисциплина «Физика»

Контрольная работа

Вариант № 1

студента 2 курса

заочного отделения

факультета ИПМ

специальность 230201- «Информационные системы

и технологии»

Научный руководитель –

к.ф.-м.н., доцент Амосов Павел Васильевич

Апатиты

2010

Содержание

Электричество и магнетизм 3

Задача №1 3

Задача №2 3

Задача №3 4

Задача №4 4

Задача №5 5

Задача №6 5

Оптика. Ядерная и атомная физика 7

Задача №1 7

Задача №2 7

Задача №3 8

Задача №4 9

Задача№5 10

Задача №6 10

Список использованных источников 12

Электричество и магнетизм Задача №1

Определить ускоряющую разность потенциалов, которую должен пройти в электрическом поле электрон ( , ), чтобы его скорость возросла от до .

Решение

Дано:	СИ
Найти:
-?

Работа, совершаемая электростатическим полем при перемещении электрона из точки 1 в точку 2:

Эту же работу можно найти при помощи изменения кинетической энергии электрона

.

Приравнивая выражения можем найти искомую величину:

Ответ:

Задача №2

Сила тока в проводнике сопротивлением равномерно растет от до за время . Определить выделившееся в проводнике за это время количество теплоты

Решение

Дано:	СИ
Найти:
-?

Согласно закону Джоуля – Ленца для бесконечно малого промежутка времени:

По условию задачи сила тока равномерно растет, т.е. , где коэффициент пропорциональности - есть величина постоянная. Тогда можно записать

Интегрируем и получаем

.

Подставляем выраженный коэффициент и получаем

Ответ: .

Задача №3

В однородном магнитном поле с индукцией равномерно вращается катушка, содержащая витков, с частотой вращения . Площадь поперечного сечения катушки . Ось вращения перпендикулярна оси катушки и направлению магнитного поля. Определить максимальную э.д.с. индукции вращающейся катушки.

Решение

Дано:		СИ
Найти:
-?

Согласно закону Фарадея , где потокосцепление катушки (число витков, пронизываемых магнитным потоком Ф). При произвольном расположении катушки относительно магнитного поля ,

где круговая частота . Объединив эти формулы получим:

Максимальное значение функции синуса равно 1, поэтому формула принимает вид:

Ответ:

Задача №4

Плоская электромагнитная волна распостраняется в однородной и изотропной среде, характеризующейся параметрами и . Амплитуда напряженности электрического поля волны равна . Определить фазовую скорость волны и амплитуду напряженности магнитного поля волны.

Решение

Дано:	СИ
с
Найти:
-?
-?

Фазовая скорость электромагнитных волн определяется по формуле:

В бегущей электромагнитной волне E и H между собой связаны соотношением:

Поэтому

Ответ: , .