Сборник задач по физике - Славов А.В.
Скачать (прямая ссылка):
и скорость электронов перед ударом о молекулы, если длина свободного
пробега электронов X = 5,0 мкм.
26.23. До какого потенциала можно зарядить уединенный металлический шар
радиусом г=5,0мм? Какой заряд при этом он будет иметь? Напряженность
поля, при которой наступает пробой воздуха, ?0=3,ОМВ/м.
26.24. Атом неона в неоновой лампе ионизируется при столкновении с
электроном, энергия которого равна 1Уи = 21,6эВ (энергия ионизации).
Средняя длина свободного пробега электрона в неоновой лампе Х = 1 мм.
Расстояние между двумя плоскими электродами лампы d= 1 см. Определите
напряжение, при котором зажигается лампа (происходит процесс ионизации).
231
26.25. Включение неоновой лампы Осуществляется по схеме, изображенной
на рис. 26.25. После замыкания ключа К конденсатор заряжается. Когда
напряжение на конденсаторе достигает некоторого значения t/3, Рис. 26 25
зажигается лампа. Минимальное напряжение,
при котором она еще горит, составляет U =80 В, при этом ток через лампу
/= 1 мА. ЭДС источника {?= 120 В, внутренним сопротивлением пренебречь.
При каком сопротивлении резистора R лампа не будет гаснуть?
26.26. Между плоскими электродами разрядной трубки ионизатора сила тока
насыщения достигает значения /И = 2-1СГ7 мА. Площадь каждого электрода
5=0,01 м2, а расстояние между ними d=5 мм. Определите сколько пар ионов
возникает ежесекундно под действием ионизатора в объеме V= 1 см3
разрядной трубки.
26.27. Какой должна быть напряженность электрического поля Е, чтобы
электрон смог ионизировать атом газа при длине свободного пробега А = 0,5
мкм? Энергия ионизации газа W" = 2,4-10"18 Дж.
26.28. Электрон проходит путь / = 0,01 м в электрическом поле
напряженностью ?= 10МВ/м. Сколько атомов кислорода он может ионизировать
на своем пути? Энергия ионизации кислорода W" = 13,6 эВ.
26.29. Мощность тока в электронно-лучевой трубке Р=0,5 Вт. Энергия
электрона в луче We=8,0-10~16 Дж. Определите силу анодного тока.
26.30. В вакуумном диоде, анод и катод которого - параллельные пластины,
зависимость силы тока от напряжения на электродах выражена формулой /= CU
ш, где С - постоянная. Во сколько раз увеличится сила давления на анод,
возникающая из-за ударов электронов о его поверхность, если напряжение на
диоде увеличить в два раза? Начальной
скоростью электронов пренебрегите.
26.31. В разветвленной электрической цепи, содержащей источник тока с
ЭДС $=10В, внутренним сопротивлением г= 1,0 Ом и два резистора с равными
сопротивлениями Rl =R2= 100 Ом (рис. 26.31), в одну из ветвей между
точками / и 2 последовательно с резистором подключили диод D один раз а)
- прямое включение, другой раз b) - обратное включение. Сопротивление
прямого вклю-
232
чения диода г0 = 1,0 Ом, обратного включения Л0= 100 Ом. Определите силу
тока через источник питания и мощность, выделяющуюся на резисторе Л2 в
обоих случаях подключения диода.
Рис. 26.33
26.32. Какая часть вольт-амперной характеристики (ВАХ) диода (рис. 26.32)
отражает зависимость тока от напряжения в прямом (пропускающем)
направлении протекания тока? Какая - в обратном (запирающем) направлении?
Найдите внутреннее сопротивление диода на прямом направлении г0 при
напряжении 17, = 0,4 В и на обратном R0 при напряжении 1/2 = 400В.
26.33. Диод с ВАХ (вольт-амперной характеристикой), показанной на рис.
26.33, и резистор сопротивлением = 1,5 кОм подсоединили последовательно к
батарее с ЭДС $=6 В. Определите ток в цепи. При каком сопротивлении
резистора диод перестает работать на прямолинейном участке ab ?
26.34. Определите ток через диод в схеме, изображенной на рис. 26.34. ЭДС
$, = 6,0В и $2 = 8,5 В. Внутренние сопротивления источников г, = 100 Ом и
г2=150Ом. Сопротивления нагрузок Л, = 20Ом и R2= 15Ом. Прямое сопротивле-
I-Т°1
3F DX -т
%1> Г\ Т $2. Г2 Н
ние диода г0= 1,5 Ом, обратное - R0-150Ом.
Рис. 26.34
233
XL МАГНИТНОЕ ПОЛЕ. МАГНИТНАЯ ИНДУКЦИЯ. СИЛЫ АМПЕРА И ЛОРЕНЦА. ЗАКОН
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ
ИНДУКЦИИ
Рис. 68
Магнитное поле создается электрическими токами или постоянными магнитами.
Оно является особым видом материи и проявляется в том, что в
пространстве, где магнитное поле существует, со стороны этого поля на
пробные токи или постоянные магниты действует сила.
Основная характеристика магнитного поля - магнитная индукция В . Ее
физический смысл раскрывается с помощью опыта по изучению поведения малой
по площади S рамки с током I в магнитном поле. На такую рамку со стороны
поля будет действовать вращающий механический момент М, значение которого
зависит от ориентации рамки в поле. Ориентация рамки характеризуется
нормалью п к плоскости рамки. Нормаль совпадает с поступательным
перемещением острия правого буравчика вдоль его оси при вращении рукоятки
буравчика по току в рамке (рис. 68). Момент вращающих сил заставляет
рамку поворачиваться в поле в положение устойчивого равновесия, когда
нормаль к рамке совпадает с направлением магнитной индукции В внешнего
поля. Значение момента вращающих сил максимально, если нормаль к рамке
