Файл: Контрольная работа По дисциплине Физика (часть1) Перфильев С. Е. Группа мбт22 Вариант 6 Новосибирск, 2022 г.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.11.2023
Просмотров: 82
Скачиваний: 7
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
= 
Е =
Проверим размерность
[E] =
= 
= 
= В/м
По определению E = F/q, следовательно, можно записать
F = Eq
F = q
F =
1,6 
= 
1,6
F = 0,482
(H)
Направление вектора силы, действующей на электрон в поле длинных непроводящих концентрических (с общей осью) цилиндров, на заданном расстоянии от оси, в направлении к оси цилиндров. На рисунке вектор силы обозначен зеленым цветом.
Работа по перемещению заряда из точки r в точку
Δφ q = A, по условию работа проводится силами поля, имеет положительный знак.
Разность потенциала связана с напряженностью соотношением Δφ =
В рамках условия нашей задачи
Δφ = φ1 – φ2 =
= -
= 
ln 
Δφ = -
ln 
= ln 
Δφ = - ln
A = -q ln
A =
1,6 ln 
= 0,5864 
А
58,6 
(Дж)
Дано
R = 25 Ом
V = 2,5 л = 2,5
м3
= 200
= 1000
U = 220 B
η = 0,8
= 4,2 кДж/кг 
К = 4,2 
Дж/кг 
=1000 кг/м3
Найти
t - ?
Решение
Электрический ток I, проходя по участку цепи без ЭДС с сопротивлением R, совершает работу А по перемещению электрических зарядов, которую можно рассчитать для постоянного тока по формуле:
,
где U – напряжение на участке цепи, t – время пропускания тока.
При протекании тока по проводнику он нагревается и в нем выделяется количество теплоты Q, которое без учета потерь рассчитывается по закону Джоуля-Ленца:
. (1)
Определим, какое количество теплоты необходимо, чтобы вода, нагрелась до температуры кипения100 °С:
=
m (
- 
) (2)
Энергия, которую прибор потребляет в единицу времени, называется мощностью. Мощность тока равна отношению работы тока за время Δt к этому интервалу времени
Р =
, отсюда А = Р
(3)
КПД определяется соотношением η =
(2)
где
— полезная работа (энергия ушедшая на нагревание воды), а Q — затраченная энергия (количество теплоты Q, при протекании тока по проводнику без учета потерь для постоянного тока) .
КПД нагревателя η =
= η
(3)
перепишем (3) с учетом (1) и (2)
m ( - ) = η 
отсюда время
t =
(4)
1)включена одна секция; сопротивление R, масса воды m = ρV
t =
t1 =
= 21,6942
= 542,355 (с)
t1 9,0 мин
2) обе секции включены последовательно; сопротивление (R+R), масса воды m = ρV
t =
t2 =
= 21,6942
= 1084,71 (с)
t2 18,0 мин
3) обе секции включены параллельно;
= 
+
сопротивление
, масса воды m = ρV
t =
t3 =
t3 4,5 мин
Ответ t1 9,0 мин, t2 18,0 мин, t3 4,5 мин
Рис.1
Дано
I =100 А
=6∙105 м/с
R1=1,5∙R2
R2=3 см = 0,03 м
q = 1,6 Кл
Найти
F - ?
Решение
Протон движется в магнитном поле, созданном проводом с током, можно говорить о действии силы Лоренца на свободные заряды.
Принимая во внимание частные следствия из закона Био-Савара-Лапласа
, (1)
– индукция магнитного поля в центре витка с радиусом R.
, (2)
– индукция магнитного поля прямого провода на расстоянии R от него.
Электрический ток, направленный на точку О магнитного поля в ней не создает.
Согласно принципа суперпозиции
,
вектор магнитной индукции
кругового тока
= 
вектор магнитной индукции 
кругового тока
= 
вектор магнитной индукции полубесконечного провода
α1 = 900, α2 = 1800
= 
(0 – (-1)) =
С учетом направлений векторов запишем
= + –
= + – = 
(
)
= ( )
= 
(
)
Е =
Проверим размерность
[E] =
= = = В/мПо определению E = F/q, следовательно, можно записать
F = Eq
F =
q F =
1,6 = 1,6 F = 0,482
(H)Направление вектора силы, действующей на электрон в поле длинных непроводящих концентрических (с общей осью) цилиндров, на заданном расстоянии от оси, в направлении к оси цилиндров. На рисунке вектор силы обозначен зеленым цветом.
Работа по перемещению заряда из точки r в точку
Δφ q = A, по условию работа проводится силами поля, имеет положительный знак.
Разность потенциала связана с напряженностью соотношением Δφ =
В рамках условия нашей задачи
Δφ = φ1 – φ2 =
= - = ln Δφ = -
ln = ln Δφ = -
ln A = -q
ln
A =
1,6 ln = 0,5864 А
58,6 (Дж)-
Спираль в чайнике состоит из двух одинаковых секций. Сопротивление каждой секции 25 Ом. Через сколько времени закипит 2,5 литра воды, если: 1) включена одна секция; 2) обе секции включены последовательно; 3) обе секции включены параллельно. Начальная температура воды 200 С, напряжение в сети 220 В, КПД нагревателя 80%.
Дано
R = 25 Ом
V = 2,5 л = 2,5
м3 = 200 = 1000U = 220 B
η = 0,8
= 4,2 кДж/кг К = 4,2 Дж/кг =1000 кг/м3Найти
t - ?
Решение
Электрический ток I, проходя по участку цепи без ЭДС с сопротивлением R, совершает работу А по перемещению электрических зарядов, которую можно рассчитать для постоянного тока по формуле:
,где U – напряжение на участке цепи, t – время пропускания тока.
При протекании тока по проводнику он нагревается и в нем выделяется количество теплоты Q, которое без учета потерь рассчитывается по закону Джоуля-Ленца:
. (1)Определим, какое количество теплоты необходимо, чтобы вода, нагрелась до температуры кипения100 °С:
=
m (
- ) (2)Энергия, которую прибор потребляет в единицу времени, называется мощностью. Мощность тока равна отношению работы тока за время Δt к этому интервалу времени
Р =
, отсюда А = Р (3)КПД определяется соотношением η =
(2)где
— полезная работа (энергия ушедшая на нагревание воды), а Q — затраченная энергия (количество теплоты Q, при протекании тока по проводнику без учета потерь для постоянного тока) .КПД нагревателя η =
= η (3)перепишем (3) с учетом (1) и (2)
m ( - ) = η отсюда времяt =
(4)1)включена одна секция; сопротивление R, масса воды m = ρV
t =
t1 =
= 21,6942 = 542,355 (с)t1
9,0 мин2) обе секции включены последовательно; сопротивление (R+R), масса воды m = ρV
t =
t2 =
= 21,6942 = 1084,71 (с)t2
18,0 мин3) обе секции включены параллельно;
=
+
сопротивление
, масса воды m = ρVt =
t3 =
t3
4,5 минОтвет t1
9,0 мин, t2 18,0 мин, t3 4,5 мин-
Бесконечно длинный провод с током I=100 А изогнут так, как это показано на рисунке. В плоскости, в которой лежит изогнутый провод, пролетает протон по направлению к точке О со скоростью ν=6∙105 м/с. Определить величину и направление силы Лоренца, действующую на протон, в точке О, если радиус закругления R1=1,5∙R2, а R2=3 см.
Рис.1
Дано
I =100 А
=6∙105 м/сR1=1,5∙R2
R2=3 см = 0,03 м
q = 1,6
КлНайти
F - ?
Решение
Протон движется в магнитном поле, созданном проводом с током, можно говорить о действии силы Лоренца на свободные заряды.
Принимая во внимание частные следствия из закона Био-Савара-Лапласа
, (1)– индукция магнитного поля в центре витка с радиусом R.
, (2)– индукция магнитного поля прямого провода на расстоянии R от него.
Электрический ток, направленный на точку О магнитного поля в ней не создает.
Согласно принципа суперпозиции
,
вектор магнитной индукции
кругового тока = вектор магнитной индукции кругового тока = вектор магнитной индукции полубесконечного проводаα1 = 900, α2 = 1800
= (0 – (-1)) = С учетом направлений векторов запишем
= + – = + – = ( ) = ( ) = ( )