Методические указания рассмотрены и рекомендованы методическим семинаром кафедры общей физики 2000 г (стр. 12 из 12)
4.69. Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью 6 мкФ катушки, индуктивность которой 0,2 Гн, а сопротивление 40 Ом. Конденсатор заряжен количеством электричества 10-4 Кл. Найти: 1) период колебаний; 2) логарифмический декремент затухания; 3) написать уравнение зависимости изменения разности потенциалов на обкладках конденсатора от времени.
4.70. Колебательный контур содержит конденсатора емкостью 80 пФ и катушку индуктивностью 0,5 мГн. Определить максимальную силу тока обкладках конденсатора равна 300 В. Сопротивлением контура пренебречь.
4.71. Колебательный контур содержит конденсатор емкостью 2 пФ и катушку индуктивностью 0,5 мкГ. Определить частоту колебаний контура.
4.72. Катушка индуктивностью L = 2 мГн и воздушный конденсатор, состоящий из двух круглых пластин диаметром d = 20 см каждая, соединены параллельно. Расстояние между пластинами d = 1 см. Определить период колебаний.
4.73. Колебательный контур имеет индуктивность L = 1,6 мГн емкость С = 0,04 мкФ и максимальное напряжение на зажимах U = 200 В. Чему равна максимальная сила тока Imax в контуре? Сопротивление контура ничтожно мало.
4.74. Колебательный контур содержит конденсатор емкостью С = 8 пФ и катушку индуктивностью L = 0,5 мГ. Каково максимальное напряжение Umax обкладках конденсатора, если максимальная тока Imax = 40 А?
4.75. Катушка (без сердечника)
= 50 см и сечением S1=3 cм2 имеет N = 1000 витков и соединена параллельно с конденсатором. Конденсатор состоит из двух пластин площадью S2 = 75 см2 каждая. Расстояние между пластинами d = 5 мм, диэлектрик-воздух. Определить период колебаний контура.4.76. Индуктивность колебательного контура L = 0,5 Гн. Какова должна быть емкость контура, чтобы он резонировал на длину волны l = 300 м?
4.77. На какую длину волны будет резонировать контур, состоящий из катушки с индуктивностью L = 4 мкГн и конденсатора емкостью С = 1,11 нФ?
4.78. Какова должна быть индуктивность L контура, если он резонирует на длину волны l = 190 м. Емкость контура С = 0,2 нФ.
4.79. Две одинаковые, тонкие торроидальные катушки (длина средней линии тора 
= 15 см) с обмотками по N = 150 витков каждая имеют железные сердечники. Сердечник одной из катушек сплошной, в сердечнике второй катушки имеется поперечный вакуумный зазор толщиной 
= 1 мм. При какой силе тока i2 в обмотке второй катушки индукция магнитного поля в ней будет такой же, как и в первой катушке при силе тока i1 = 0,2¢А?
4.80. Две одинаковые, тонкие торроидальные катушки (длина средней линии тора 
= 15 см) с обмотками по N = 150 витков каждая имеют железные сердечники. Сердечник одной из катушек сплошной, в сердечнике второй катушки имеется поперечный вакуумный зазор толщиной = 1 мм. При какой силе тока i2 в обмотке второй катушки индукция магнитного поля в ней будет такой же, как и в первой катушке при силе тока i1 = 0,2¢А?
Таблица 2 Основные физические константы
Скорость света в вакууме | С = 2,998×108 м/с |
| Элементарный заряд | Е = 1,602×10-19 Кл |
| Масса электрона | me = 0,19×10-30 кг |
| Масса протона | mp = 1,627×10-27 ru |
| Электрическая постоянная | e0 = 0,885×10-11 Ф/м |
| Магнитная постоянная | m0 = 1,257×10-6 Гн/м |
Дополнительные справочные данные
Плотность алюминия: d = 2,7 г/см3
Удельное сопротивление алюминия (при 20°С); r = 26 мОм×м
Магнитная восприимчивость меди: m - 1 = - 10,3×10-6.
Контрольные вопросы
1. Приведите примеры экспериментального подтверждения существования магнитных сил. В чем состоит удобство предположения существования магнитного поля? Какие эксперименты подтверждают объективное существование магнитного поля?[4]
2. Дайте определение силовой линии магнитного поля. Какой вид имеют силовые линии а) прямого тока, б) кругового тока (один виток), в) соленоида?
3. Дайте определение силы Ампера как векторной величины. Единица измерения индукции магнитного поля.
4. Дайте определение силы Лоренца как векторной величины.
5. Как находится сила действующая в магнитном поле на а) прямой ток, б) криволинейный контур с током, в) на точечный положительный (отрицательный) заряд? По каким траекториям может двигаться заряд в магнитном поле?
6. Как проявляется принцип суперпозиции в расчете магнитных величин? (приведите не менее двух примеров).
7. Закон Био-Савара-Лапласа. Единицы измерения напряженности магнитного поля.
8. Вращательный момент, действующий на контур в магнитном поле. Магнитный момент кругового тока. Устойчивое и неустойчивое положение равновесия контура в магнит. поле.
9. Циркуляция вектора магнитной индукции. Расчет магнитного поля соленоида с помощью теоремы о циркуляции.
10. Магнитный поток. Работа при перемещении витка с током в магнитном поле.
11. Эффект Холла.
12. Ускорение заряженных частиц в циклотроне.
13. Магнитное поле в веществе.
14. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца.
15. Индуктивность проводников, Энергия магнитного поля.
16. Незатухающие колебания в колебательном контуре.
17. Уравнение затухающих колебаний...
18. Уравнения Максвелла для электромагнитного поля.
19. Уравнение плоской волны.
20. Плотность потока электромагнитной энергии. Вектор Пойнтинга.
Литература
1. Калашников С. Г. Общий курс физики. Т. 2. Электричество. М.: Наука, 1970. 666 с.
2. Савельев И.В. Общий курс физики. Т. 2. Электричество и магнетизм. Волны. Оптика. М.: Наука, 1982. 486 с.
3. Рудковская В.Ф., Семкина Л.И., Тюрин Ю.И. Методические указания к выполнению контрольной работы № 4 по курсу «Общая физика» для студентов заочного факультета. Томск: Ротопринт ТПИ, 1984. 39 с.
4. Новодворская Е.М., Дмитриев Э.М. Методика проведения упражнений по физике во ВТУЗе.-М.:Высшая школа, 1981.- 320с.
5. Трофимова Т.И., Павлова З.Г. Сборник задач по курсу физики с решениями.- М.: Высшая школа, 1999.-562с.
6. Беликов Б.С. Решение задач по физике. Общие методы.- М.:Высшая школа, 1986.-256с.
Электромагнетизм
Методические указания
Составитель Ольга Юрьевна Петрова
Подписано к печати
Формат 60x84/16 Бумага писчая № 2
Плоская печать. Усл. печ. л. Усл.ч.-изд. л.
Тираж экз. Заказ Цена С.
ИПФ ТПУ. Лицензия № 1 от 18. 07. 94.
Ротапринт ТПУ. 634 034, Томск, пр. Ленина 30.
[1] См. [1-4]. Подробный вывод этой формулы приведен во всех учебниках.
[2] Вывод соотношения (8) см., например, [4] из списка литературы .
[3] Более подробно этот вопрос смотрите [1-4].
[4] Курсивом выделены вопросы, для ответов на которые необходимо использование дополнительной литературы. На эти вопросы данное методическое пособие не содержит прямых ответов.