/ НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ / Точные науки / Физика

Выпуск № 509
от 10.07.2008, 08:05

Вопрос № 139.076

Подскажите пожалуйса решение задачи: К источнику тока с ЭДС Е=1.5В присоединили катушку сопротивлением R=0.1 Ом. Амперметр показал силу тока, равную I1=0.5A. Когда к источнику тока присоединили последовательно ещё один источник тока с такой же ЭДС, то сила тока I2 в той же катушке оказалась равной 0.4А. Определить внутренние сопротивления r1 и к2 первого и второго источников тока. Заранее СПАСИБО !

Отправлен: 05.06.2008, 00:25 Вопрос задал: Курбатов Дмитрий Алексеевич Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Курбатов Дмитрий Алексеевич! Задача легко решается "в уме", если помнить хорошо закон Ома (надеюсь, формулу напоминать не надо). 1-й случай: полное сопротивление всей цепи Rп1 = Е/I1 = 1.5/0.5 = 3 Ом; из них R = 0.1 Ом - сопротивление катушки, остальные r1 = Rп1 - R = 3 - 0.1 = 2.9 Ом - внутреннее сопротивление первого источника. 2-й случай: при последовательном соединении 2-х источников суммарная ЭДС Е2 стала 1.5 + 1.5 = 3 В; полное сопротивление всей цепи Rп2 = Е2/I2 = 3/0.4 = 7.5 Ом; из них R = 0.1 Ом - сопротивление катушки, r1 = 2.9 Ом - внутреннее сопротивление первого источника, остальные r2 = Rп2 - Rп1 - R = 7.5 - 2.9 - 0.1 = 4.5 Ом - внутреннее сопротивление второго источника.

Ответ отправил: SFResid (статус: Профессионал) США, Силиконовая Долина ---- Ответ отправлен: 05.06.2008, 05:02

Вопрос № 139.145

Уважаемые Эксперты! Помогите решить задачу по физику (Срочно очень) Текст Задачи: Даны 12 элементов с ЭДС E = 1,5 B и внутренним сопротивлением r = 0,4 Ом. Как нужно соединить эти элементы чтобы получить от собранной из них батареи наибольшую силу тока во внешней цепи, имеющей сопротивление R=0,3 Ом? Определить максимальную силу тока Imax. Ответ: Четыре параллельно соединенных в группы по три последовательно соединённых элемента в каждой; 7.5А Заранее благодарю !

Отправлен: 05.06.2008, 12:42 Вопрос задал: Иванов Алексей Александрович Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Иванов Алексей Александрович! Обозначим: n = 12 - общее число элементов; k - число последовательно соединённых элементов в каждой из параллельно соединенных групп. Тогда число параллельно соединенных групп m равно: m = n/k (1). ЭДС Eгр каждой группы равно: Eгр = E*k (2), а внутреннее сопротивление rгр каждой группы равно: rгр = r*k (3). Соответственно эквивалентное внутреннее сопротивление rвэ всех параллельно соединенных групп равно: rвэ = rгр/m (4), или, после подстановки (3) и (1): rвэ = (r*k)/(n/k) = (r/n)*k2 (5). ЭДС всех параллельно соединенных групп равна ЭДС Eгр каждой группы; тогда сила тока I во внешней цепи равна, по закону Ома: I = Eгр/rвэ (6), или, после подстановки (2) и (5): I = (E*k)/((r/n)*k2 + R), откуда, разделив числитель и знаменатель на k: I = E/((r/n)*k + R/k) (7). Из выражения (7) следует, что сила тока I во внешней цепи достигает максимума при минимальном значении знаменателя этого выражения (r/n)*k + R/k (8). Продифференцировав (8) по k и приравняв производную нулю, получаем: r/n - R/k2 = 0, откуда k = √(R*n/r). В нашем случае: k = √(0.3*12/0.4) = √(9) = 3, соответственно m = 12/3 = 4. Подставив k = 3, а также E = 1.5 и прочие исх. данные в (7), получим: I = 1.5/((0.4/12)*3 + 0.3/3) = 7.5 А.

Ответ отправил: SFResid (статус: Профессионал) США, Силиконовая Долина ---- Ответ отправлен: 06.06.2008, 01:46

Вопрос № 139.147

Уважаемые Эксперты! Помогите пожалуйста решить задачу. Текст Задачи: Проводник длиной l=20см и массойm=10г подвешен на тонких проволочках. При прохождении по нему тока силой Y=2A он отклонился в однородном вертикальном магнитном поле так, что проволочки образовали угол а=45градусов с вертикалью. Какова индукция магнитного поля? Заранее благодарю !

Отправлен: 05.06.2008, 12:44 Вопрос задал: Иванов Алексей Александрович Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Иванов Алексей Александрович! Отклонение от вертикали на угол α = 45° означает, что возникшая в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией B и направленная горизонтально сила Ампера Fa = Y*B*l (1) равна вертикально направленной силе тяжести Fт = m*g (2), где g - ускорение свободного падения (более подробные объяснения см. в приложении - это копия ответа на вопрос № 126540, почти аналогичный Вашему). Приравняв (1) к (2) и решая относительно B, получаем: B = m*g/(Y*l) (3). Приняв g = 10 м/с2 и подставив прочие исходные данные в (3), получаем: B = 10*10-3*10/(2*0.2) = 0.25 Тл. Приложение: На проводник в магнитном поле действует сила тяжести и сила Ампера, которая для случая прямого угла между вектором индукции поля и проводником вычисляется как: Fa=I*B*l (1) Если построить чертеж так, чтобы плоскость, в которой лежат оси х и у была перпендикулярна оси проводника, ось у направить по полю, а ось х - перпендикулярно ей, станет видно, что проводник, подвешенный на проволочках, будет в равновесии, когда сила Ампера уравновесит проекцию силы нятяжения нити на ось х - запишем 2-ой закон Ньютона в проекциях на оси: ох: Fa=T*sin(a) (2) oy: m*g=T*cos(a) (3) где а - искомый угол отклоеения Решая совместно (1),(2) и (3) выражаем tg(a): tg(a)=I*B*l/(m*g) -> a=arctan(I*B*l/(m*g))=arcsin(2*0,25*0,3/(0,01*9,8))=56,83 град

Ответ отправил: SFResid (статус: Профессионал) США, Силиконовая Долина ---- Ответ отправлен: 08.06.2008, 08:35

Вопрос № 139.180

52. При каком внешнем сопротивлении потребляемая полезная мощность будет максимальной, если два одинаковых источника тока с внутренним сопротивлением 1Ом каждый соединены параллельно. Приложение: заранее огромное спасибо

Отправлен: 05.06.2008, 15:32 Вопрос задал: Leonidre Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Leonidre! Мощность Р, выделяемая во внешней цепи (полезная мощность), равна: Р = U*I (1), где U - внешнее напряжение, I - ток. Согласно 2-му закону Кирхгофа, U = E - I*r (2), где E - ЭДС источника тока, r - его внутреннее сопротивление; подставляем в (1): Р = E*I - I2*r (3). Значение Imm тока, при котором Р = Рmax, получаем, продифференцировав (3) по I и приравняв производную нулю: E - 2*Imm*r = 0, откуда Imm = E/(2*r) (4). Принимая во внимание, на основании закона Ома, что U = I*R (5), где R - внешнее сопротивление, после подстановки (4) и (5) в (2) и сокращений получаем, что R = r (6). Если два одинаковых источника тока с внутренним сопротивлением r1 = r2 = 1 Ом каждый соединены параллельно, их эквивалентное внутреннее сопротивление r равно: r = r1/2 = 0.5 Ом; тогда, на основании (6), искомое внешнее сопротивление R = 0.5 Ом.

Ответ отправил: SFResid (статус: Профессионал) США, Силиконовая Долина ---- Ответ отправлен: 06.06.2008, 08:58

Вопрос № 139.182

(Задача 53: Плоская электромагнитная волна E=100sin( 6.28*10^8t+4.55x) распространяется в веществе. Определить диэлектрическую проницаемость вещества, если магнитная проницаемость среды равна 1.)

Отправлен: 05.06.2008, 15:36 Вопрос задал: Leonidre Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Mellin Здравствуйте, Leonidre! E=E0sin(w*t+w*x/c), где w-частота (w= 6.28*10^8), с-скорость волны в среде: c^2=c0^2 / (e*m) e- диэлектрическую проницаемость, m=1 - магнитная проницаемость, c0 - скорость света в вакууме с=3*10^8 м/c. Поэтому е=(3*10^8 / (6.28*10^8 / 4.55))^2 = (3*4.55/6.28)^2=4.72 ответ: 4.72

Ответ отправил: Mellin (статус: 1-ый класс) Ответ отправлен: 05.06.2008, 16:07

Вопрос № 139.321

Два тела, двигаясь с противоположно направленными скоростями, после соударения на горизонтальной плоскости одновременно остановились через время t=1 сек на расстоянии L=1 метр друг от друга. Найти коэффициент трения скольжения между плоскостью и каждым телом. Считать, что ускорение свободного падения g=10 м/с2

Отправлен: 06.06.2008, 14:03 Вопрос задал: Theylf Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: SFResid Здравствуйте, Theylf! Тело массой m, скользящее по горизонтальной плоскости, тормозится силой трения Fтр, которая равна: Fтр = m*μ*g (1), где μ - коэффициент трения скольжения между плоскостью и телом, g - ускорение свободного падения. Поскольку в горизонтальном направлении никакие другие силы на тело не действуют, согласно 2-му закону Ньютона, ускорение/(замедление) a тела равно: a = Fтр/m (2), или, подставляя значение Fтр из (1): a = μ*g (3). Так как и μ и g - постоянные величины, ускорение/(замедление) любого тела при этих условиях постоянно и не зависит от массы тела, следовательно, движение обоих рассматриваемых в задаче тел является равнозамедленным с одинаковой величиной замедления. Для случая равнозамедленного движения справедливы следующие соотношения: время остановки t = Vн/a (4), где Vн - начальная скорость; пройденный до полной остановки путь Lо = Vн*t/2 (5). По условию задачи об а тела остановились одновременно; тогда из (4) и (5) следует, что и начальные скорости и пройденные до полной остановки пути у них одинаковы; а поскольку "разбегались" они в противоположных направлениях, значит, каждое прошло за время t половину общего расстояния L, т.е. Lо = L/2. Теперь из (5) легко получить: Vн = L/t (6); далее с учётом (4): a = L/t2 (7), откуда, на основании (3): μ = (L/t2)/g (8). Приняв g = 10 м/с2) и подставив в (8) L = 1 м и t = 1 с, получаем μ = 0.1.

Ответ отправил: SFResid (статус: Профессионал) США, Силиконовая Долина ---- Ответ отправлен: 09.06.2008, 09:29

Вопрос № 139.363

Уважаемые эксперты. Задана следующая задача: Ион, пройдя ускоряющую разность потенциалов U=645 В, влетел в скрещенные под прямым углом однородные магнитное (В=1,5 мТл) и электрическое (E = 200 В/м) поля. Определить отношение заряда иона к его массе, если ион в этих полях движется прямолинейно. Я нашел подобную задачу с решением: Альфа-частица прошла ускоряющую разность потенциалов U= 104B и влетела в область взаимно перпендикулярных одно- родных электрического и магнитного полей. Напряженность элек- трического поля Е = 10 кВ/м, а индукция магнитного поля В = 0,1 Тл. Найдите отношение заряда альфа-частицы к ее массе, если она двигается равномерно и прямолинейно. Решение: а-частица будет двигаться по прямой линии только в том случае, если сила Лоренца, действующая на нее со стороны маг- нитного поля, будет уравновешена силой, действующей на нее, со стороны электрического поля, т.е. ZeE = ZevB, где е — элементарный электрический заряд; v — скорость а- частицы; Е — модуль вектора напряженности электрического поля; В— модуль вектора магнитной индукции; Z = 2 для а-частицы. Отсюда v=E/B При прохождении ускоряющей разности потенциалов в U вольт а-частица приобретает кинетическую энергию Т, равную ZeU, или T=ZeU=(mV^2)/2 Отношение заряда а-частицы к массе составит (Z*e)/m=E^2/2*U*B^2 Теперь самый главный вопрос - применительно к моей задаче, а точнее иону чем будет равен тот самый Z и где его взять?

Отправлен: 06.06.2008, 20:30 Вопрос задал: coller (статус: 3-ий класс) Всего ответов: 1 Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 2)

Отвечает: SFResid Здравствуйте, coller! Вам просто требуется определить значение выражения (Z*e)/m в целом - это и есть отношение заряда иона к его массе. Отдельно вычислять Z и m не надо и невозможно при этих исх. данных. Скопируйте текст решения, замените, где надо, "альфа-частица" на "ион", подставьте числа из Вашей задачи и не забудьте подсчитать результат.

Ответ отправил: SFResid (статус: Профессионал) США, Силиконовая Долина ---- Ответ отправлен: 07.06.2008, 03:30

© 2001-2008, Портал RusFAQ.ru, Россия, Москва. Авторское право: ООО "Мастер-Эксперт Про" Техподдержка портала, тел.: +7 (926) 535-23-31 Хостинг: "Московский хостер" Поддержка: "Московский дизайнер" Авторские права | Реклама на портале ∙ Версия системы: 4.99 RC 5.0 от 08.07.2008
RusFAQ.ru | MosHoster.ru | MosDesigner.ru | RusIRC.ru Kalashnikoff.ru | RadioLeader.ru | RusFUCK.ru