Контрольная работа по "Физике"

Физика

Контрольная работа №3 Вариант №1

1. В электрической цепи, содержащей сопротивление 20 Ом и индук- тивность 60 мГн, течет ток 20 А. Определите силу тока в цепи через 0,2 мс после размыкания цепи.

[pic 1]

Решение:

Сила тока при размыкании цепи:

⎛        R ⋅ t ⎞        ⎛        20 Ом ⋅ 0, 2 ⋅10−3  с ⎞[pic 2][pic 3]

I = I0 ⋅ exp⎜ −

L ⎟ = 20 А ⋅ exp⎜ −

60 ⋅10−3 Гн

⎟ = 18,7 А

где

⎝        ⎠        ⎝        ⎠

I0 −установившаяся        сила        тока;        R −сопротивление        источника;

L − индуктивность.

Ответ:

I = 18,7 А.

11. Соленоид с сердечником из немагнитного материала содержит 1200 витков провода, плотно прилегающих друг к другу. При силе тока 4 А маг- нитный поток сквозь виток катушки равен 6 мкВб. Определить индуктив- ность соленоида и энергию магнитного поля.

Решение: Индуктивность L связана с потокосцеплением ψ и силой то- ка I соотношением:[pic 4]

ψ = LI

(1)

С другой стороны потокосцепление может быть определено через по- ток Ф и число витков N :

ψ = NФ

(2)

где Ф − магнитный поток; N − число витков соленоида. Приравниваем (1) и (2):

LI = NФ

Из (3) индуктивность соленоида:

L = NФ[pic 5]

I

Проверим размерность формулы (4):

[L] = ⎡ NФ ⎤ = 1⋅ Вб = Гн

(3)

(4)

⎣⎢           I        ⎥⎦        А

Вычислим результат:

1200 ⋅ 6 ⋅10−6[pic 6]

L =        = 1,8 ⋅10[pic 7]

4

( Гн)

Энергия магнитного поля, подставляя (4):

LI 2        NФI 2        NФI

W =        =        =        (5)[pic 8][pic 9][pic 10]

2        2I        2

Проверим размерность формулы (5):

[W ] = [NФI ] = 1⋅ Вб ⋅ А = В ⋅ с ⋅ А = В ⋅ Кл = Дж

Вычислим результат:

1200 ⋅ 6 ⋅10−6 ⋅ 4

W =        = 1, 44 ⋅10−2[pic 11]

2

( Дж )

Ответ:

L = 1,8 ⋅10−3

Гн; W = 1, 44 ⋅10−2

Дж.

21. α -частица, имеющая скорость 106 м/с, влетела в однородное маг- нитное поле, индукция которого 0,3 Тл. Скорость частицы перпендикулярна к направлению линий индукции магнитного поля. Найти радиус окружности, по которой будет двигаться частица и период обращения.

[pic 12]

Решение:

т[pic 13][pic 14]



Сила Лоренца, действующая на α -частицу в магнитном поле:

F = q ⋅υ ⋅ B ⋅ sinα = q ⋅υ ⋅ B

(1)

где q − заряд α -частицы; α −угол между вектором скорости υ и век-