Пособие для самостоятельного обучения решению задач по физике в вузе - Мелёшина А.М.
Скачать (прямая ссылка):
3. Не знаю, как выбрать контуры для построения уравнений по второму
правилу Кирхгофа (178).
4. Поскольку в условии задан только ток 1з, не знаю, как записать
первое правило Кирхгофа (227).
+
Р
Рис 114
Задача 40. При поочередном замыкании аккумулятора на резисторы с
сопротивлениями Rj и R2 в них выделились равные количества тепла. Найти
внутреннее сопротивление аккумулятора.
1. Не понимаю, как в выражение для Q ввести сопротивление аккумулятора
(231).
2. В условии задачи мало данных, поэтому план решения неясен (235).
3. Формула для г получилась иная, чем в ответе (232).
Задача 41. Лампочка и реостат, соединенные последовательно, присоединены
к источнику тока. Напряжение на зажимах лампочки 40 В, сопротивление
реостата 10 Ом. Внешняя цепь потребляет мощность 120 Вт. Определить силу
тока в цепи.
1. Непонятно условие задачи (240).
2. Ответ получился неправильный (241).
3. Использование формул из п. 4.23, 4.25 и 4,26 не привело к
правильному ответу (242).
4. Не знаю, как найти сопротивление щепи (236).
5. Получилось два значения силы тока. Почему нельзя выбрать 1 =-6 А?
(239).
Контрольные задачи
К.4.1. Определить среднюю скорость электронов в пучке осциллографической
трубки, если их концентрация 5-1025 м-3, сила тока 1=16 А. Сечение пучка
2,5-10-3 м.
К.4.2. Два источника (гальванических элемента), имеющие ЭДС ei = l,5 В и
е2= 1,6 В и внутренние сопротивления rj = 0,6 Ом и г2=0,4 Ом, соединены
разноименными полюсами. Пренебрегая сопротивлением соединительных
проводов, определить разность потенциалов между точками а а б (рис. 115).
Рис. 115
235
К4.3. На схеме (рис. 116) et = 2,1 В, е2=1,9 В, Ri=45 Ом, R2=10 Ом, R3=10
Ом. Найти силу тока во всех участках' цепи.
+ Si
>3
i
Рис. 116
К4.4. Определить оилу тока в отдельных ветвях мостика Уитстона (рис. 117)
при условии, что через гальванометр ток не идет. е=2 В, Ri == 30 Ом,
R2=45 Ом, R3=200 Ом.
К4.5. Элемент с внутренним сопротивлением 4 Ом и ЭДС 12 В замкнут на
сопротивление 8 Ом. Какое количество теплоты выделяется во внешней цепи
за одну секунду?
К4.6. На схеме (рис. 118) е= 120 В, Ri = 25 Ом,
= R3=:100 Ом. Найти мощность, выделяющуюся на сопротивлении Ri
Сопротивлением источника пренебречь.
Рис. 117
236
й*
!Н
Bi
Рис. 118
K4.7. Определить заряд, прошедший по проводу с сопротивлением R = 3 Ом
при равномерном нарастании напряжения на концах провода от Uo=2 В до U =
4 В в течение 20 с.
К4.8. Если вольтметр соединить последовательно с сопротивлением R=10 кОм,
то при напряжении в цепи U = = 120 В 9н покажет напряжение Ui = 50 В Если
соединить его последовательно с неизвестным сопротивлением R*, то при том
же напряжении в цепи он покажет напряжение U2= 10 В. Определить Rx.
5. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ВАКУУМЕ
5.1. Вокруг проводника с током I всегда существует магнитное поле
Обнаружить это поле можно по силе, с которой оно действует на другой
проводник с током 1(. Силовой характеристикой магнитного поля является
вектор магнитной индукции В. Его численное значение равно отношению
значения максимальной силы dFmaa:, действующей на внесенный в данную
точку поля элемент тока Iid/ь к этому элементу: B = dFma*/(Iid/i) (сила,
действующая на единичный ток). Единица магнитной индукции •- тесла (Тл).
Тл = В-с/м2.
5.2. Элемент тока Id! в данной точке пространства создает магнитное
поле, вектор индукции dВ которого определяется законом Био-Савара-
Лапласа- dB = [XoI/(4nr3)X X[d7, г], где [хо - магнитная постоянная,
[Хо=4я-10~7 Г/м (Г - генри); dI - элемент проводника, по которому течет
создающий поле ток I (проводник считается бесконечно тонким) ; г -
радиус-вектор, проведенный от середины элемента d/ к точке, в которой
определяется индукция поля.
5.3. В скалярной форме вектор индукции dB = [XoIsina/ (4nr2)dI, где а -
угол между направлением тока в элементе dZ (это направление совпадает с
направлением вектора dZ) и радиусом-вектором г (рис. 119). Вектор dB
всегда нормален к плоскости, содержащей dZ и г, и составляет с ними
правовинтовую систему (см. М2.6). Из формул в п. 5.1 и 5.2 очевидно, что
вектор В зависит от координат точки поля (х, у, z) и 'не зависит от
времени, если токи постоянны.
¦ dt
Рис. 119
5.4. Согласно принципу суперпозиции магнитных полей, в любой точке
магнитного поля индукция равна векторной сумме магнитных индукций dВ,
созданных в этой точке всеми элементами dZ проводника с током, т. е. В= /
dB.
L
5.5. Если поле создается несколькими проводниками с током, то индукция в
какой-либо точке этого поля равна векторной сумме магнитных индукций
созданных в этой
п
точке каждым током в отдельности: В= 2 Bk, где п - чис-
k= 1
ло проводников с током.
5.6. Магнитное 'поле графически представляют с помощью линий магнитной
индукции. Линией магнитной индукции называется линия, в любой точке
которой касательные совпадают с направлением вектора В в данной точке
поля. Линии магнитной индукции всегда замкнуты. Их распределение в
пространстве определяет характер поля.
