RFpro.ru: Консультации по физике
Хостинг портала RFpro.ru: РАССЫЛКИ ПОРТАЛА RFPRO.RU
Лучшие эксперты данной рассылки
/ НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ / Точные и естественные науки / Физика
Вопрос № 183058: Уважаемые эксперты прошу помощи в следующих двух небольших вопросиков. 1) Плосткость с круглым отверстием радиуса R равномерно заряжена с поверхностной плотностью σ. Найти напряженность Е электрического поля на оси отверстия как ф-ию рассто... Вопрос № 183059: Здравствуйте! У меня возникли сложности с такими вопросами: 1. В вершинах квадрата со стороной 5 см находятся одинаковые положительные заряды Q = 2 нКл. Определите напряженность электростатического поля: 1) в центре квадрата; 2) в середине одной и... Вопрос № 183060: Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующие вопросы: 1. Плоский слюдяной конденсатор, заряженный до разности потенциалов 600 В, обладает энергией 40 мкДж. Площадь пластин составляет 100 см2. Определить расстояние между пласти... Вопрос № 183061: Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующие вопросы: 1. Два прямолинейных бесконечно длинных проводника с токами I1 = 0,3 А и I2 = 0,6 А расположены параллельно на расстоянии 6 см друг от друга. На каком расстоянии от первого... Вопрос № 183062: Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующие вопросы: 1. Электрон, двигаясь со скоростью 4 Мм/с, влетает под углом 60 градусов к силовым линиям однородного магнитного поля с индукцией 1 мТл. Определить радиус и шаг винтовой ли... Вопрос № 183063: Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопросы: 1. Катушка длиной 50 см и площадью поперечного сечения 10 см2 включена в цепь переменного тока с частотой 50 Гц. Число витков катушки 3000. Найти активное сопротивление катушки, если сдвиг фаз м... Вопрос № 183058:
Уважаемые эксперты прошу помощи в следующих двух небольших вопросиков.
Отправлен: 05.05.2011, 13:25 Отвечает Гордиенко Андрей Владимирович (Модератор) : Здравствуйте, Евгений! Рассмотрим вторую задачу. При резонансе индуктивное сопротивление колебательного контура равно ёмкостному сопротивлению, и мощность выделяется на активном сопротивлении. Как известно из курса физики, выделяемая на активном сопротивлении мощность P определяется по формуле P = I2R, где I = Im/√2 - действующее значение переменного тока, изменяющегося по гармоническому закону. Следовательно, Ответ: 0,2 мВт. Для того, чтобы получить указанный Вами ответ, необходимо положить R = 45 Ом, а не R = 0,45 Ом. С уважением. ----- Facta loquantur (Пусть говорят дела).
Ответ отправил: Гордиенко Андрей Владимирович (Модератор)
Отвечает vitalkise (Профессионал) : Здравствуйте, Евгений! Представим плоскость в виде набора узких концентрических колец радиуса r и ширины dr. Заряд одного такого элементарного кольца равен: dqk=σ*dS=σ*2*п*r*dr, где dS=2*п*r*dr площадь этого кольца. Используя формулу для напряженности поля на оси кольца, запишем напряженность поля в произвольной точке с координатой l: dEl=l*dqk/[4*п*ε0*(r2+l2)3/2]=l*σ*2*п*r*dr/[4*п*ε0*(r2+l2)3/2] Векторы dE направлены одинаково для всех колец. Применим принцип суперпозиции для напряженности, найдем E(l): E(l)=l*σ/(4*ε0)R∞∫[2*r*dr/[(r2+l2)3/2]= - l*σ/(4*ε0)*2/√(r2+l2)|R∞=l*σ/[2*ε0*√(r2+l2 )] Окончательно получили выражение: E(l)=l*σ/[2*ε0*√(r2+l2)] Ответ указанный в условии задачи заведомо неверен, так как из него следует рост напряженности с расстоянием. Будут вопросы обращайтесь в минифорум. Удачи 
Ответ отправил: vitalkise (Профессионал)
Вопрос № 183059:
Здравствуйте! У меня возникли сложности с такими вопросами:
Отправлен: 05.05.2011, 15:27 Отвечает cradlea (Практикант) : Здравствуйте, Дмитрий! Рассмотрим вторую задачу Дано: Q1=5 нКл= 5*10-9 Кл Q2 = - 2 нКл=- 2*10-9 Кл e0=8.85*10-12 Ф/м -------------------------------- Фе-? Решение: Используя материалы Теорему Гаусса в пункте: "Теорема Остроградского—Гаусса и ее применение для расчета электростатических полей" вывод нужной нам формулы. Фе=q/ee0 q=Q1+Q2 тогда Фе=(Q1+Q2)/ee0 подставим численные значения Фе=(5*10-9 Кл-2*10-9 Кл)/(8.85*10-12 Ф/м)=339 В*м
Ответ отправил: cradlea (Практикант) Оценка ответа: 5
Отвечает Alejandro (10-й класс) : Здравствуйте, Дмитрий!  Таким образом, после вычислений увидим, что напряженность в середине одной из сторон квадрата равна Е2 = 10,3 кВ/м Ответ: напряженность электростатического поля в центре квадрата Е1 = 0, напряженность электростатического поля в середине одной из сторон квадрата равна Е2 = 10,3 кВ/м
Ответ отправил: Alejandro (10-й класс) Оценка ответа: 4
Вопрос № 183060:
Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующие вопросы:
Отправлен: 05.05.2011, 15:31 Отвечает Alejandro (10-й класс) : Здравствуйте, Дмитрий! Данные задачи ранее рассматривались здесь: Задача №1 http://rfpro.ru/question/175269 © Цитата: Дано: U = 600 В W = 40 мкДж = 40*10^-6 Дж S = 100 см2 = 0.01 м2 ε = 6 d - ? E - ? w - ? W = C*U^2/2 = ε*ε0*S*U^2/(2*d) d = ε*ε0*S*U^2/(2*W) = 6*8.85*10^-12*0.01*600^2(2*4*10^-5) = 2.4*10^-3 (м) E = U/d = 600/(2.4*10^-3) = 0.25*10^6 (В/м) w = W/V = W/(S*d) = (40*10^-6)/(0.01*2.4*10^-3) =1.6 (Дж/м3) Задача №2 http://rfpro.ru/question/172244 © Цитата: Пусть показания вольтметра равны U При параллельном соединении нап ряжения на резисторе и вольтметре равны. Ток равен I1=U*(1/R+1/RV) На внутреннее сопротивление приходится напряжение Ur1=I1*r=r*U*(1/R+1/RV) ЭДС составляет E=U+U r1 =U*(1+r*(1/R+1/RV)) при последовательном соединении сила тока во всех частях цепи одинакова и равна I2=U/RV на резистор приходится напряжение U R2=I2*R=U*R/RV На внутреннее сопротивление приходится напряжение U r2 =I2*r=U*r/RV ЭДС составляет E=U+U r2 +U R2 =U*(1+(R+r)/RV) приравниваем полученные выражения ЭДС U*(1+r*(1/R+1/RV))=U*(1+(R+r)/RV) 1+r*(1/R+1/RV)=1+(R+r)/RV r*(1/R+1/RV)=(R+r)/RV r/R+r/RV=R/RV+r/RV r/R=R/RV r=R2/RV=0.08 Ом
Ответ отправил: Alejandro (10-й класс) Оценка ответа: 5
Отвечает cradlea (Практикант) : Здравствуйте, Дмитрий! Решение первой задачи Дано: U=600 В W=40 мкДж=40*10-6 Дж S=100 см2=0,01м2 e0=8.85*10-12 Ф/м ----------------------------------------------------- d - ? E - ? w - ? Решение: Электрический конденсатор Энергию найдем по формуле подставим численные значения для напряженности E=U/d подставим численные значения E= 600 В/2.4*10-3 =0.25*106 В/м и для нахождения объемной плотности энергии w=W/V=W/(S*d) подставим численные значения w=40*10-6 Дж/(0.01 м *2.4*10-3 м)=1.6 Дж/м3 Ответ: d=2.4*10-3 м, E=0.25*106 В/м, w=1.6 Дж/м3
Ответ отправил: cradlea (Практикант) Оценка ответа: 5
Вопрос № 183061:
Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующие вопросы:
Отправлен: 05.05.2011, 15:34 Отвечает Alejandro (10-й класс) : Здравствуйте, Дмитрий! Задача №2 ранее рассматривалась здесь: http://rfpro.ru/question/183007, и более ранее здесь: http://rfpro.ru/question/174120 © Цитата: Кучумов Евгений Владимирович Работа силы магнитного поля по повороту рамки (кольца): A=IΔΦ, где ΔΦ=Φ2-Φ1
- изменение магнитного потока сквозь площадь кольца S=π*r2. Φ=BScos(a) -> Φ1=BScos(a1), Φ2=BScos(a2), будем считать, что в первоначальном состоянии нормаль кольца совпадала с вектором индукции магнитного поля (её вертикальной составляющей), т.е. a1=0, a2=180 или π -> ΔΦ=-BS-BS=-2BS. Стоит отметить, что вообще-то в задаче не указано, как располагалась нормаль кольца с током... Она могла и не совпадать в начале с вектором магнитной индукции (вертикальной составляющей) поля Земли, а быть направленной в противоположную сторону. В этом случае a1 и a2 поменялись бы местами и знак ΔΦ поменялся на противоположный, т.е. на плюс: ΔΦ=2BS. Далее, B=μ*μ0*H. В нашем случае совершённая работа сторонних сил равна работе силы магнитного поля со знаком минус (силы магнитного поля сопротивляются повороту, как, например, в случае работы силы трения), т.е. -A=2*μ*μ0*H*S*I=2*1*12.56*10-7*40*3.14*0.052*0.2=1.58*10-7 (Дж)
Ответ отправил: Alejandro (10-й класс) Оценка ответа: 5
Отвечает Гордиенко Андрей Владимирович (Модератор) : Здравствуйте, Дмитрий! Рассмотрим первую задачу. Искомая прямая расположена на том же расстоянии x от проводника, на каком в поперечном сечении расположена точка этой прямой от центра первого проводника. Найдём положение этой точки. Возможны два случая: 1) токи в проводниках направлены в одну сторону. Тогда искомая точка лежит между центрами проводников. Из условия равенства абсолютных величин индукций полей обоих проводников в этой точке получим μμ0I1/(2пx) = μμ0I2/(2п(6 - x)), I1/x = I2/(6 - x), (6 - x)/x = I2/I1, 6/x - 1 = I2/I1, 6/x = I2/I1 + 1, 6/x = (I1 + I2)/I1, x/6 = I1/(I1 + I2), x = 6I1/(I1 + I2), x = 6 • 0,3/(0,3 + 0,6) = 2 (см); 2) токи в проводн иках направлены в разные стороны. Тогда центр первого проводника лежит между искомой точкой и центром второго проводника. Из условия равенства абсолютных величин индукций полей обоих проводников в этой точке получим μμ0I1/(2пx) = μμ0I2/(2п(6 + x)), I1/x = I2/(6 + x), (6 + x)/x = I2/I1, 6/x + 1 = I2/I1, 6/x = I2/I1 - 1, 6/x = (I2 - I1)/I1, x/6 = I1/(I2 - I1), x = 6I1/(I2 - I1), x = 6 • 0,3/(0,6 - 0,3) = 6 (см). С уважением. ----- Facta loquantur (Пусть говорят дела).
Ответ отправил: Гордиенко Андрей Владимирович (Модератор) Оценка ответа: 5
Вопрос № 183062:
Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующие вопросы:
Отправлен: 05.05.2011, 15:36 Отвечает Alejandro (10-й класс) : Здравствуйте, Дмитрий! Задача №2. Данная задача идет в аналогии с задачей которая размещена здесь: http://rfpro.ru/question/179846 Дано: А = 90° (угол) N = 100 S = 0.0015 м2 n = 5 Гц = 5 с-1 E(max) = 0,25 В Найти: B - ? Решение: Рассмотрим один виток рамки. при равномерном вращении вокруг оси ОО` с угловой скоростью w магнитный поток через его площадь будет меняться по закону Ф=ВS cosA - (1), где S - площадь рамки; А - угол между нормалью к плоскости и вектором B. Считая что при t=0 A=0, имеем А= wt индуцируемая в витке ЭДС индукции Е(индукции)=lim(по t-->0) [-dФ/dt] - (2). Поскольку Ф(t) = BS cosA = BS w sin(wt) - (3). Индуцируемая в N витках ЭДС будет в N раз больше: E = NE(индукции) = NBSw sin wt = E(max) sin(wt), (где E(max) - максимальное значение (амплитуда) ЭДС индукции: E(max) = NBSw - (4). Следовательно, при равномерном вращении рамки в однород ном магнитном поле в ней возникает переменная синусоидальная переменная ЭДС самоиндукции. Подставляя в (4) значение угловой скорости w = 2Пn, где n частота вращения рамки, получим E(max) = 2П n NBS, и отсюда можно выразить индукцию магнитного поля: B = E(max) / 2П n NS = 0.05 (Тл) Ответ: В = 0,05 Тл Также в качестве второго варианта решения(через потокосцепление ), можно воспользоваться консультацией Гордиенко Андрея Владимировича: http://rfpro.ru/question/179846 © Цитата: Гордиенко Андрей Владимирович Дано: N = 100, n = 5 Гц, S = 15 см2 = 15 ∙ 10-4 м2, B = 0,2 Тл. Определить: Emax. Вкратце решение задачи, по-моему, таково. Удобно (но необязательно) положить для определенности, что в начальный момент времени ось катушки параллельна линиям магнитной индукции. Тогда поток через катушку и п отокосцепление будут зависеть от угла поворота оси катушки относительно линий магнитной индукции. Угол φ поворота оси катушки относительно линий индукции поля может быть найден из соотношения φ = ωt = 2πnt. Тогда магнитный поток Ф через катушку как функция времени определяется по формуле Ф = BS ∙ cos 2πnt, потокосцепление Ψ = NФ = NBS ∙ cos 2πnt, а ЭДС E = -dΨ/dt = 2πnNBS ∙ sin 2πnt. Максимальное значение ЭДС Emax = 2πnNBS (при sin 2πnt = 1). Здесь также необходимо выразить индукцию магнитного поля из последней формулы.
Ответ отправил: Alejandro (10-й класс) Оценка ответа: 5
Отвечает cradlea (Практикант) : Здравствуйте, Дмитрий! Решение первой задачи Дано: v=4 Мм/с=4*106 м/с B=1 мТл=1*10-3 Тл а=60º e=1.6*10-19Кл m=9.11*10-31 Кг -------------------------- R-? h-? Решение: На электрон действует сила Лоренца F=e*vxB Направление этой силы перпендикулярно вектору индукции поля и перпендикулярно составляющей скорости , которая также нормальна к вектору индукции: vx=v*sina Сила Лоренца создает центростремительное ускорение и будет изменять лишь направление вектора скорости, не влияя на его модуль. Поэтому составляющая движения электрона в результате действия силы Лоренца есть движение по окружности в плоскости, перпендикулярной вектору индукции, с центростремительным ускорением a=F/m=e*v*sina*B/m (1) Учитывая связь касательной скорости и центростремительного ускорения, получаем радиус этой окружности (радиус винтовой линии):a=vx2/R=(v*sina)2/R (2) из (1) и (2) получаем: R=m*v*sina/(e*B) подставим численные значения R=9.11*10-31 Кг*4*106 м/с*sin60/(1.6*10-19Кл*10-3 Тл)=19.72*10-3м Вторая проекция скорости будет направлена паралелльно вектору индукции и перпендикулярно силе Лоренца, поэтому эта составляющая скорости не изменяется во времени: vy=v*cosa Учитывая период вращения по окружности T=2*pi/w=2*pi*R/vx=2*pi*m/(e*B), получаем смещение электрона в направлении за время одного оборота, т.е. шаг спирали: h=vy*T=v*cosa*2*pi*m/(e*B) подставим численные значения: h=4*106 м/с*cos60*2*3.14*9.11*10-31 Кг/(1.6*10-19Кл*10-3 Тл)=71.51*10-3 м Ответ:R=19.72*10-3м, h=71.51*10-3 м Перепроверьте пожалуйста расчеты и подстановку числен ных значений. Если будут какие-нибудь вопросы, обращайтесь в мини-форум.
Ответ отправил: cradlea (Практикант) Оценка ответа: 5
Вопрос № 183063:
Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопросы:
Отправлен: 05.05.2011, 15:40 Отвечает cradlea (Практикант) : Здравствуйте, Дмитрий! Задача 1 Дано: l=50 см= 0,5 м f= 50 Гц N=3000 S=10 см2=0,001м2 phi=60º mu0=1.26*10-6Гн/м ----------------------------------- R-? Решение: Сдвиг фаз между напряжением и током определяется формулой tg(phi)=(wL-1/(wC))/R поскольку цепь не содержит конденсаотра то можно записать tg(phi)=wL/R Циклическая частота связана с обычной соотношением w=2*pi*f тогда tg(phi)=2*pi*f*L/R Индуктифоность катушки L=mu*mu0*n2*l*S, где n=N/l - число витков на единицу длины из всего этого tg(phi)=2*pi*f*mu*mu0*N2/(R*l) откуда получаем R=2*pi*f*mu*mu0*N*S/(tg(phi)*l) подставим численные значения R= 2*3,14*50 Гц* 1.26*10-6Гн/м * 30002*0,001/(tg(60º)*0,5 м) =4.1 Ом Ответ: R=4.1 Ом
Ответ отправил: cradlea (Практикант) Оценка ответа: 5
Отвечает Alejandro (10-й класс) : Здравствуйте, Дмитрий! Задача №1 Дано: l = 50 см = 0,5 м S = 10 см2 = 0,001 м2 v = 50 Гц N = 3000 φ = 60° Найти: R - ? Решение: Сдвиг фаз между напряжением и током определяется следующей формулой: Так как цепь не содержит конденсатора, то формула сдвига фаз между напряжением и током примет другой вид: Связь циклической частоты с линейной определяется из соотношения: Подставляя соотношение (3) во (2) получим: Индуктивность катушки равна: где n = N/l - (6) - число витков, приходящихся на единицу длины Подставляя (6) в (5), получаем: сле дующим действием мы подставляем (7) в (4) и находим в буквенном виде сдвиг фаз между напряжением и током: Подставляя численные данные получаем: R = 4,1 (Ом) Ответ: 4,1 Ом
Ответ отправил: Alejandro (10-й класс) Оценка ответа: 5
Оценить выпуск »
Задать вопрос экспертам этой рассылки »Скажите "спасибо" эксперту, который помог Вам!Отправьте СМС-сообщение с тестом #thank НОМЕР_ОТВЕТАна короткий номер 1151 (Россия) Номер ответа и конкретный текст СМС указан внизу каждого ответа.
* Стоимость одного СМС-сообщения от 7.15 руб. и зависит от оператора сотовой связи.
(полный список тарифов) © 2001-2011, Портал RFPRO.RU, Россия
Авторское право: ООО "Мастер-Эксперт Про" Калашников О.А. | Гладенюк А.Г. Хостинг: Компания "Московский хостер" Версия системы: 2011.6.31 от 07.05.2011 |
| В избранное | ||
