Примеры решения задач Конспекты Контрольная работа Задачник Справочник по физике

Физика. Примеры решения задач курсовой работы

Задачи для самостоятельного решения.

В опыте по демонстрации влияния индуктивности используется схема, приведенная на рисунке. В одной из двух параллельных ветвей включена катушка с очень большой индуктивностью, а в другой – резистор, сопротивление которого равно омическому сопротивлению обмотки катушки. Л1 и Л2 – одинаковые демонстрационные лампочки. Блок питания БП содержит переключатель, позволяющий менять полярность подаваемого на схему постоянного напряжения. Опишите демонстрационный эксперимент. Как ведут себя лампочки, если быстро изменять полярность напряжения блока питания?

Двухпроводная линия состоит из двух длинных проводов радиуса а = 0,5 мм, расположенных в воздухе параллельно друг другу на расстоянии b = 10 мм. Найти индуктивность L1, приходящуюся на единицу длины этих проводов. Магнитную проницаемость материала проводов и окружающей среды принять равной единице.

Длинная двухпроводная линия питания нагрузки с сопротивлением R = 10 Ом обладает индуктивностью L = 0,1 мГн. Найти закон нарастания силы тока в нагрузке при замыкании цепи. Определить время нарастания тока t1 и t2 до значений 0,5I0 и 0,75I0 соответственно, где I0 – установившееся значение силы тока в цепи. Сравните эти значения.

Катушка с индуктивностью L = 10 Гн подключена к источнику тока через сопро­тивление R = 10 Ом. Найти закон уменьшения силы тока в цепи с течением времени I(t), если источник тока замкнуть накоротко ключом К (см. рис.). Определить, за какое время tN сила тока уменьшится в N = 100 раз. http://inraf.ru/

* Для определения индуктивности катушки собрана экспериментальная схема, показанная на рисунке. Был измерен ток через катушку I = 3 mA до размыкания ключа К, а затем полный заряд протекший через баллистический гальванометр Dq = 60 мкКл за счёт «экстратока» самоиндукции после размыкания ключа. а) Определить по этим данным индуктивность катушки Lx, если сопротивление R = 10 Ом. б) Предложите, как можно определять индуктивность Lx, используя эталонную катушку с известной индуктивностью L0, но не зная абсолютных значений R и Dq (например, в случае замены баллистического гальванометра на обычный микроамперметр).

Определить индуктив­ность L1 единицы длины “коаксиального кабеля”, который состоит из двух концентрически расположенных проводников, разделен­ных слоем диэлектрика. Радиус внут­реннего проводника цилиндрической формы (“центральная жила”) а = 0,5 мм, а радиус внешнего (имеющего форму тонкостенной трубки) b = 3 мм. Магнитную проницаемость проводников и среды между ними считать равной единице.

На бесконечный соленоид с п витками на едини­цу длины и площадью поперечного сечения S намотана ка­тушка из N витков. Найти взаимную индуктивность L12 катушки и соленоида. Магнитную проницаемость среды, заполняющей соленоид, считать равной единице.

Определить взаимную индуктивность L12 тороидальной катушки (тороида) и проходящего по её оси бесконечного прямого провода. Тороид имеет прямоугольное сечение ширины а. Внутренний радиус тороида равен r1 внешний r2. Число витков тороида равно N. Система находится в однородном магнетике проницаемости m.

По соседству расположены два витка проволоки. По первому течет ток I = 10 А. В цепь второго включен баллистический гальванометр. Полное сопротивление второй цепи R = 1 Ом. Чему равна взаимная индуктивность L12 витков, если при выключении тока через гальванометр проходит заряд Dq = 0,02 мкКл?

Для частного случая – тороидальных катушек доказать теорему взаимности. На поверхность тора квадратного сечения равномерно навито N1 витков тонкой проволоки. На эту обмотку в свою очередь равномерно навито ещё N2 витков. Внутренний и внешний радиусы тора равны а и b. Найти взаимную индук­тивность обеих обмоток. Считать, что система находится в однородном магнетике проницаемости m.

Два соленоида с индуктивностями L1 = 0,4 Гн и L2 = 0,9 Гн одинаковой длины и равного сечения вставлены один в другой. Определить взаимную индуктивность соленоидов.

Две катушки намотаны на один сердечник. Индуктивность первой катушки L1 = 0,64 Гн, второй – L2 = 1 Гн. Сопротивление второй катушки R2 = 400 Ом. Определить силу тока I2 возникающего во второй катушке, если ток в первой катушке равномерно уменьшать за время Dt = 10 мс от I1 = 0,6 А до нуля.

Определить энергию магнитного поля, приходящуюся на единицу длины “коаксиального кабеля” (например, описанного в задаче 13.7) при протекании по нему постоянного тока силой I = 1 А.

Соленоид с обмоткой, содержащей N = 1000 витков провода, имеет длину l = 1 м и площадь поперечного сечения S = 20 см2. Опреде­лить силу тока, при которой объемная плотность энергии магнитного поля внутри соленоида равна 0,628 Дж/м3. Какова при этом полная энергия магнитного поля внутри соленоида?

Обмотка электромагнита, находясь под постоянным напряжением, имеет сопротивление R = 5 Ом и индуктивность L = 0,5 Гн. Определить время, за кото­рое в обмотке выделится количество теплоты, равное энергии магнитного поля в сердечнике.

Через сколько секунд тело, брошенное вертикально вверх со скоростью 44,8 м/с, упадет на землю, если сила сопротивления воздуха не зависит от скорости и составляет 1/7 силы тяжести?

Дано:

υ0 = 44,8 м/с

Fc = 1/7 Fт

Решение:

t = t1 + t2, t1– время движения вверх, t2– время движения вниз. Используя второй закон Ньютона запишем: ma1 = Fc + mg; ,

t – ?

тогда м/с2.    

Аналогично: ma2 = mg – Fc;

  Отсюда  t = t1 + t2 = 8,6 c.

Ответ: t = 8,6 c.


На главный раздел сайта: Контрольная по физике