Обратите внимание, что в предыдущем сообщении добавлено 3 задачи в конце.
Итак, кратко и только о том, что сложно (время, время!). Буду выделять так физические законы и формулы необходимые для решения задачи.
Сторонние силы внутри источника тока совершат работу A=q1∙ε (эдс численно равна работе сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда).
Задача №5
Задача стандартная и простая. Как всегда в механических задачах, нужно правильно указать направления действующих сил (формулы для силы упругости, силы Ампера, массы проводника), записать 2-й закон Ньютона в проекциях.
При изменении силы тока в цепи, изменяется магнитный поток, создаваемый катушкой слева. По закону индукции Фарадея в правой катушке возникает эдс индукции εинд = -ΔФ/Δt, что и показывает вольтметр.
Итак, кратко и только о том, что сложно (время, время!). Буду выделять так физические законы и формулы необходимые для решения задачи.
Задача №1
Учитель поднес отрицательно заряженную палочку к шару электрометра - в результате явления электростатической индукции, подвижные электроны металлического шара из-за электростатического взаимодействия отошли как можно дальше (на стрелку и стержень электрометра). Стрелка и стержень электрометра отталкиваются, поэтому стрелка отклоняется.
...затем другой рукой коснулся шара электрометра, заземлив его. - для электронов появился канал, чтобы еще уменьшить взаимодействие. Они перетекли на Землю. Электрометр целиком зарядился положительно.
Далее он снял руку с шара (убрал заземление), после чего убрал и палочку - если действовать в таком порядке, электроны не вернутся. И шар и стрелка останутся заряжены положительно.
Задача №2
Используем закон Кулона.
Задача №3
Для начала нужно задуматься над тем, какие процессы будут проходить и какую роль играют различные элементы в цепи. Если бы в цепи был только конденсатор и катушка, то мы бы ожидали электрические колебания. Два конденсатора принципиально эту картину бы не изменили. А вот наличие диода сильно меняет дело. Он пропускает ток в одном направлении, это приведет к перераспределению заряда между конденсаторами, но колебаний не будет (если в цепи есть электрические колебания, направление тока периодически меняется).
Итак, заряд перераспределится. И, так как заряд никуда не девается, источника дополнительного заряда нет, записываем закон сохранения заряда (заряд до замыкания ключа равен сумме зарядов на конденсаторах спустя некоторое время после замыкания):
q10=q1+q2 или C1∙U10=C1∙U1+C2∙U2 (уравнение 1)- использовали формулу для заряда конденсатора.
В рассматриваемой цепи нет активных, рассеивающих энергию элементов, поэтому запишем закон сохранения энергии:
W10=W1+W2 или (уравнение 2):
- использовали формулу для энергии конденсатора.
Решив 2 уравнения совместно, получим
Решив 2 уравнения совместно, получим
U2= 2C1∙U10/(C1+C2) =20 В
Задача №4
Здесь тоже нужно крепко подумать о происходящих процессах. При замыкании ключа из-за созданной источником разности потенциалов в цепи появится ток. Но зарядится в конце-концов только 1-й конденсатор, так как пластины 2-го конденсатора замкнуты через резисторы R1 и R2 и заряд стечет. Когда 1-й конденсатор зарядится до напряжения U=ε, ток станет равным нулю. Наступит равновесие.
Таким образом, 1-й конденсатор будет иметь заряд (используем формулу для заряда конденсатора) q1= C1∙ε и энергию W1= C1∙ε^2/2 (использовали формулу для энергии конденсатора).
Сторонние силы внутри источника тока совершат работу A=q1∙ε (эдс численно равна работе сторонних сил по перемещению единичного положительного заряда).
По закону сохранению энергии на такую же величину возрастет энергия электрического поля. Часть ее будет запасена в конденсаторе (W1), а часть (Q) рассеется при прохождении электрического тока: q1∙ε = W1+Q. Откуда Q=0,3Дж.
Задача №5
Ответ: I= 10A
Задача №6
Очевидно, что по замкнутой цепи слева (в которую включен источник тока) идет ток, который можно рассчитать, используя закон Ома для полной цепи. I=ε/(R+r). Сила тока обратно пропорциональна сопротивлению R внешней цепи. Если ползунок реостата двигают вниз, сопротивление R убывает ("длина" сопротивления, включенного в цепь уменьшается). Следовательно, сила тока увеличивается. Показания амперметра увеличиваются.При изменении силы тока в цепи, изменяется магнитный поток, создаваемый катушкой слева. По закону индукции Фарадея в правой катушке возникает эдс индукции εинд = -ΔФ/Δt, что и показывает вольтметр.
При остановке ползунка сила тока становится постоянной, а показания вольтметра - нулевыми.
Задача №7
При замыкании ключа в катушке возникает явление самоиндукции, поэтому ток возрастает не сразу, но в конце она достигает значения, рассчитываемого с помощью закона Ома для полной цепи 0.3А= I=ε/R (.r=0). Поэтому ε=12В. В любой момент времени напряжение на резисторе можно подсчитать, используя закон Ома для участка цепи U=I∙R/ (Ответы 3 и 5)
Задача №8
При падении магнита число силовых линий магнитного поля, пронизывающих замкнутое кольцо, изменяется и возникает явление электромагнитной индукции. По закону индукции Фарадея εинд = -ΔФ/Δt, в кольце возникает эдс индукции и электрический ток I=ε/R (.закон Ома).
При падении магнит движется с ускорением, его скорость v=gt. Поэтому при прохождении сквозь кольцо с еще малой скоростью северного полюса скорость изменения магнитного потока меньше, чем когда сквозь кольцо на бОльшей скорости проходит южный полюс магнита.
Задача №9
Задача на электростатическую индукцию. Нижний конец стрелки ближе, притягиваясь сильнее, повернется к заряженной палочке.
Комментариев нет:
Отправить комментарий