65
Сила тяги электровоза при скорости 13 мс равна 380 кН. Найти КПД электровоза, если напряжение в контактной сети 3кВа, а сила тока в обмотке какждого из восьми двигателей 230А.
M=Pпол/Pзатр*100%=F*V/nIU*100%=90%
Ответ: 90%

66
Железную проволоку длиной 10м подключили к источнику напряжения 10V. На сколько повысится температурав проволоки через 10 секунд. Зависимостью сопротивления проводника от температуры пренебречь. Плотность железа 7800 кг куб. м. Уд. Теплоёмкость 460 Джкг*Н
Q1=cmT=?cSLT Q2=U*UT/R=U*UST/?L
Из закона сох-я эн-ии Q1=Q2 след-тcLTS?’U*U*T*S/?L
T=U*U*T/L*L*C*P*?=23K
Ответ: 23К

67
В медном проводнике длиной 2 м и площадью поперечного сечения 0,4 кв мм при протекании тока ежесекундно выделялось 0,35 Дж теплоты. Сколько электронов проходит за 1с через поперечное сечение проводника.
Р=17 кОмм, Е=1,6 *10 в минус 19 степени Кулон
R=?L/s Q1=I*I*R*T=I*I*?*L*T/S I=((Q1S/LT1?)под корнем)
…q=IT N=q/e=It/e=1.27*((10) в 19-й степени)
Ответ: 1,27*((10) в 19-й степени)
68
Электрическая печь для термической обработки деталей имеет два нагревательных элемента. Один элемент нагревает деталь до нужной температуры за t=10 мин. Второй – за 20 ин. Какое время понадобится для нагревания детали, если включить оба элемента. А) параллельно – найдите t3.
Б) последовательно – t4 ?
Q1=Q2=Q а)параллельно Q=Ut1/R1 Q=Ut2/R2 R1=ut1/Q

R2=ut2/Q
Подставляя в выражение 1 получаем
R3=U(t1*t2)/Q(t1+t2) след-но t3=t1*t2/(t1+t2) ; t3=4000c
Б) R3=R1+R2=U(t1+t2)/Q t4=t1+t2=30мин
Ответ: T3=4000c ; t4=1800c

69
Какой длины надо взять нихромовую проволоку площадью сечения 0,1 кв мм, чтобы изготовить нагреватель, способный за 3 мин нагреть 200 гр воды от 10 до 100 град С. Напряжение равно 220V. Р=100 мкОмм, С=4200 Джкг*Кград ?
Q=cmT eh-bt ntgkjdjuj ,fkfycf Q1=Q2
Q=U*Ut/R cmT=U*U*t/R
R=?L/S=U*Ut/cmT; L=U*U*St/cmT?=0.11 м
Ответ: 11*((10) в минус 2-й)

70
Электродвигатель стиральной машины нагревает воду в 20 л банке от 10 град до 80 градС. На сколько квт-час увеличатся показания электросчётчика, если на другие операции машина израсходовала ещё W=0,5 квт-час. Какова стоимость всей стирки. Цена одного квт-час 0,15 руб. Уд. Теплоёмкость воды
4200Джкг*Кград
M=Vg=20кг Q1=cmt=5880*1000Дж
W=Q1=5880000 Вт*с (из закона сохр-я энергии)
W=W1+dW=2.1 кВт*ч
Ы=2,1кВт*ч*0,15=0,32руб
Ответ: dW=1.6кВт*ч , Ы=0,32руб

71
Мощность выделяющейся во внешней цепи аккумулятора при токе силой 1А равна
5вт , а при токе силой 0,5А, мощность равна 3,75вт. Определите величину тока короткого замыкания.
I=?/(R+r) U=?-Ir P=IU U=P/I=?-Ir
P1/I1=?-I1r ; 5=?-r
P2/I2=?-I2r ; 7.5=?-0.5r r+5=7.5+0.5r r=5 ом
?’10B
При коротком замыкании R------0 след-но R+r=r Iк.з=?/r=2A
Ответ: 2A

72
Электрический насос, работающий от сети напряжением 220В, качает воду из колодца, глубиной 10 м. За время работы 1час , объём откаченной воды составил 10,9 куб м. Определить КПД, если сила тока 1,67А.
?=Aп/Aз
Aп=Eп2-Eп1=mgh=Vgh?
Aз=Iut ?=Vgh?/Iut*100%=82%
Ответ: 82%

89
Горизонтальные рельсы находятся в вертикальном однородном магнитном поле с индукцией 0,1Тл. При L=30 см. Поперек рельсов лежит металлический стержень массой 30кг. Коэффициент трения между рельсами и стержнем равен 0,2. Какой силы ток необходимо пропустить по стержню, чтобы он сдвинулся с места.
Fа=IBL
Fтр=kmg
Чтобы проводник сдвинулся с места необходимо чтобы Fа>Fтр
IBL=kmg
I=kmg/BL=20A
Ответ I>20A

91
Электронный протон, ускоренный одинаковой разностью потенциалов, влетает в однородное магнитное поле, перпендикулярно линиям индукции. Во сколько раз различаются радиусы кривизны траектории электрона и протона.Масса электрона
9,1*10 в минус 31 степени кг, масса протона – 1,67 *10 в минус 27 степени кг.
R=mV/qB где V=((2q(f1-f2)/m) под корнем R=(m*m*2q(f1-f2)/q*qmB*B )
Под корнем
R1=(2m1(f1-f2)/q*B*B) под корнем R2= (2m2(f1-f2)/q*B*B) под корнем
R1/R2=(m1/m2)под корнем=0,4*100=40
Ответ: 40

92
Циклотрон предназначен для ускорения протонов до энергии 5 мВ. Индукция однородного магнитного поля перпендикулярно которому движутся частицы ускорителя В=0,5 Тл. Определите наибольший радиус орбиты протона. Е=1,6*10 в минус 19 степени кулон, М= 1,67 *10 в минус 27 степени кг.
R=mV/eB
E=m*V*V V=(2E/m)под корнем
R=(2Em/eB)под корнем
E=5мэв=5*1000000*1,6*((10) в минус19-й степени)Дж=8*((10) в минус 13-й степени)
R=0.64м
Ответ:Rmax=0.64 м

93
Магнитный поток, пронизывающий замкнутый проволочный контур, сопротивлением
0,5 Ом, равномерно увеличился с 0.2 мвв до 1 мвв. Какой заряд прошёл за это время через поперечное сечение проводника.
При равномерном движ-ии сила тока,эдс-постоянны
Из закона электро-магнитной индукции |?|=d?/t I=?/R=d?/tR
Отсюда dq=d?/R=(?2-?1)/R=1.6*0.003Kл
Ответ: dq=1.6*0.003Кл

94
Проволочное кольцо из алюминия диаметром 25 см находится в однородном магнитном поле. Индукция, которая возрастает за 1 сек на 2 Тл. Плоскость кольца перпендикулярна линиям магнитной индукции. Определите толщину проволоки, если сила индукционного тока в кольце 12А. Уд сопротивление алюминия 26 нОмм.
?’BS
?’BS/t из закона электро-маг-й индукции I=?/R R=?/I=BS/It, гдеS=ПD*D/4
R=BПD*D/4tI=?L/S=?ПD/ПD*D/4=4?D/d*d
…d=(16It?t/ПBD)под корнем=18*0,0001 м
Ответ: d=18*0.0001м

95
В замкнутое проволочное кольцо вводят магнит сначала быстро, затем медленно. Доказать, что в обоих случаях по кольцу протекает одинаковый заряд. Одинаковое ли количество теплоты выделится.
I=qt=?/R ?=?/t
…q=d?/R как видно заряд не зависит от времени внесения в кольцамагнита q-const
Q=I*Irt=dq*qRt/dt*t=dq*qR/dt
Видно Q~1/dt
-чем меньше t, тем больше Q
-чем болше t, тем меньше Q
Ответ: q-const; нет

Оптика . Квантовая физика. Атомное ядро.

30. Человек удаляется со скоростью v= 2,0 м/с от уличного фонаря, находящегося на высоте Н= 8,5 м от поверхности Земли. В некоторый момент времени длина тени человека составляла Ь=1,3 м, а через t = 1 с — стала d =
1,8 м. Найдите рост человека. ^Ч inn-

DF=VT=2м
D/S=CB/H ; b/S=B?/H ; ?B=FB+b ; CB=d+2+FB
…d/CB=S/H ; b/?B=S/H заменим С подставкой d/(d+2+FB)=b/(Fb+b) ; (Fb)d+bd=bd+2b+Fb*b
FB=(d-b)=2b ; Fb=2b/(d-b)=5.2 ; b/S=?B/H ; S=Hb/(FB+b)=1.7 м
Ответ: 1,7м
31. Сколько изображений получится от светящейся точки в двух плоских зеркалах, образующих между собой прямой угол? Сколько будет изображений, если точку поместить между параллельными зеркалами?

Выполняя последовательно построения изображ-й т-ки Ао, в зеркале 1,2,
Найдём, что А1 является изображением точки Ао в зеркале 2ж а А2 в зеркале
1.

А3-изображение точки А1 в зеркале 1
А3 изображение точки А2 в зеркале2
Они совпадают, т.к Ао,А1,А2,А3-прямоугольник

Ответ: R=3

32. На дне сосуда, наполненного водой до высоты Н, находится точечный источник света. На поверхности воды плавает круглый непрозрачный диск так, что центр диска находится над источником света. При каком минимальном радиусе R диска свет не будет выходить через поверхность воды? Показатель преломления воды п. 33. Столб вбит вертикально в дно реки глубиной Н = 2 м.
Над поверхностью воды столб возвышается на h = 1 м. Какова длина тени столба на дне реки, если высота Солнца над горизонтом 0

F/(d1-F)=h1/H ; F/(d2-F)=h2/H

Jnc.lf h1(d1-F)=h2(d2-F)

F=(h2d2 - h1d1) / (h2-h1)=0.42 м
Ответ F=0. 42м

40. На собирающую линзу с фокусным расстоянием Fi падает пучок лучей, параллельных главной оптической оси. На каком расстоянии от собирающей линзы надо поместить рассеивающую линзу с фокусным расстоянием Fz, чтобы выходящие из нее лучи вновь стали параллельны главной оптической оси?
Фокусные расстояния линз относятся, как Fi:F2 =3:1.

Для собирающей линзы имеем 1/f1+1/d1=1/F1
Считая, что d=бесконечности
Поэтому 1/f1=1/F1. Откуда F1=f1
Следовательно изображение нах-ся в орогизе линзы и является источником для расс. Линзы
Для рассеевающей линзы –1/f2+1/d2=-1/F2
…d2=L-F1 f2-бесконечность след-но
1/(L-F1)=-1/F2 F1-L2=F2 L2=F1-F2=2F2

Ответ 2F2

41. Две тонкие двояковыпуклые линзы с фокусным расстоянием Fi и Рг расположены вплотную одна к другой. Определите оптическую силу D такой системы.

Оптическая сила системы линзы = сумме оптич. Сил линз, входящих в систему
D=D1+D2

D=1/F след-но D=1/F1+1/F2=(F1+F2) / F1*F2

Ответ: D=(F1+F2) / F1*F2

42. С помощью собирающей линзы на экране получают изображение предмета в форме квадрата. Расстояние от поверхности предмета до линзы составляет 20 см; площадь изображения в два раза больше площади самого предмета.
Определите фокусное расстояние линзы.

В изображении будет квадрат с площадью в 2-а раза большей чем предмет.
Площади в увеличении относится как квадраты лин-х размеров.
Т.е Г=корень из 2
Г=f/d f=(корень из 2 )d
Формула тонкой линзы 1/F=1/f+1/d=(f+d) / fd
F=fd / (f+d)=d*d*(корень из 2) / d((корень из2) + 1) =
=(корень из 2 )d / ((корень из 2) + 1)=0,12 м Г=12см

Ответ : 12см
43. Небольшому шарику, который находится на поверхности собирающей линзы, расположенной горизонтально, сообщили вертикальную скорость Vo= 10 м/с.
Оптическая сила линзы D = 0,5 дптр. Сколько времени будет существовать действительное изображение шарика в этой линзе ?

D=1/F+1/d для действит-о изображения f>0
D=Vоt f- не раввно 0
Найдём крит момент
D=1/Vоt t=1/VоD=0.2 c
След-но изобр-ие в линзе будет существовать t=0.2c
Ответ: 12с

44. Вдоль главной оптической оси собирающей линзы расположена спичка, один конец которой удален от центра линзы на а = 16 см, а другой — на Ь = 20 см.
Фокусное расстояние линзы F = 12 см. Найдите увеличение изображения спички.

Г=|F| / |a-F|

Г1=0.12/0.04=3

Г= |F| / |b-F| ; Г2=0.12 / 0.08=1.5

=(Г1+Г2) / 2=2,25

S=b-a=4см S’-изображение

S’-=S=9 см
Ответ: 9см

68. При какой частоте v электромагнитное излучение (поток фотонов) при взаимодействии с веществом способно вызвать рождение пары электрон — позитрон ? те = 9,1 Ю-31 кг.

E=2Fe Ee=Ee=Eо=m (электрона)*с*с

…hc/?=2m(электрона)*с*с

?=2m*c*c / h=8.2*((10) в 11-й степени) Гц

Ответ: ?=8.2*((10) в 11-й степени) Гц

69. Определите длину волны фотона, энергия которого равна кинетической энергии протона, прошедшего ускоряющую разность потенциалов U = 20 В.

A=q*U

Работа эл поля

А=Еn

Энергия фотона Еф=h?=hc/?

Прирвняем Еф=Еп qU=hc/?

Отсюда ?=hc/qU=0.62*((10) в минус 7-й степени) м

Ответ : 0.62*((10) в минус 7-й степени) м

70. Капля воды массой m = 0,2 мг, попав в луч лазера, поглощает ежесекундно п = 1015 с-' фотонов. На сколько градусов нагреется капля за t = 10 с ?
Длина волны света А. = 0,75 мкм. Св = 4200 Дж/кг К.

Общая энергия за счёт которой нагревается капля

Ео=tn*E=tnh?=tnhc / ?

Q=cmT

Составим ур-ие теплового баланса

Ео=Qв след-но tnhc / ?=cmT

Отсюда T=tnhc / cm?=0.032*10*10K
Ответ : 3,2К

71. Кинетическая энергия электрона равна энергии фотона с длиной волны =
0,55 мкм (зеленый свет). Какую задерживающую разность потенциалов должен пройти электрон, чтобы его скорость стала равна нулю?

Энергия фотона Е=h?=hc / ?
За счёт этой энергии электрон обладает кинет энергией Е=mV*V / 2 V=0

Поле противоборствует с работай

А=qU=eU

A=Eк ; hc / ?=eU ; U=hc / ?e=22.6*0.1=2.3B

Ответ: 2.3B

72. Какую ускоряющую разность потенциалов должен пройти протон, чтобы его кинетическая энергия была равна энергии фотона с длиной волны Х = 0,01 нм?
Во сколько раз отличаются скорости фотона и протона? е = 1,6 10-19 Кл, m =
1,67 10-27 кг, h = 6,63 10-34 Дж с.

энергия фотона Eф=h?=hc/? En=mV*V / 2 A=e U
Eф=Eк (по условию)
Vо=0 следовательно En=A отсюда Eф=A; hc / ?=eU
U=hc / ?e=6,63*((10)в – 34 степени)*3*((10)в 8 степени) / 0,01*((10)в-
9степени)*
1,6*((10)в-19степени)=1243*100в
U=124000 В
…mV*V / 2=eU Vn=(2eU/m)под корнем
Vф=c k=Vф /Vn=c((m / 2eU) под корнем);
K=61
Ответ: 124000 В; 61 раз.

73. Электронами бомбардируют атомы ртути. Атомы переходят в возбужденное состояние, если электроны прошли ускоряющую разность потенциалов не менее U
= 4,9 В. Определите длину волны света, испускаемого атомом ртути при переходе из возбужденного состояния в основное. Заряд электрона е = 1,6 10-
19 Кл, постоянная Планка h = 6,63 Ю-34 Дж с.

Ек=eU=Aвых + (mV*V)/2 след-но eU=h?

EU=hc/? ?=hc/eU=2.5*((10) в минус 7-й степени) м

Ответ : 2.5*((10) в минус 7-й степени) м

74. Минимальная частота света, вырывающего электроны с поверхности металла,
Vo = 6,0 1014 Гц. При какой минимально возможной длине Х световой волны вылетевшие электроны будут полностью задерживаться разностью потенциалов U
= 3,0 В ?

?-красная граница фотоэффекта=Aвых / h ; A=?h

E=hc/?-Aвых ; F=eU

E=A hc/?-A=eU

Hc=(eU+A)?

?’hc / (eU+A) = hc/(eU+h?)=0.22*((10) в минус 6 степени) м

Ответ: 0.22*((10) в минус 6 степени) м

75. Пластинка из платины (работа выхода электронов А=6,3 эВ) облучается ультрафиолетовым светом. Чтобы фототек стал равен нулю, необходимо приложить задерживающую разность потенциалов Ui = 3,7 В. Если платиновую пластинку заменить на пластинку из серебра, то задерживающее напряжение увеличивается до U2 = 5,3 В. Определите красную границу фотоэффекта для серебра.

H?=A1+Eк1 ; Eк1=hc/?-A1 ; Eк1=A1=cU=hc/?-A1 ?=hc/(eU1+A1)
H?=A2+Eк2; Eк2=hc/?-A2=A2=eU2=hc/?-A2
A2=hc/?-eU2=hc/hc(eU1+A1)-eU2
A2=eU1+A1-eU2=A1-e(U2-U1)=4.7эв
?=A2/h=1.14*((10)в 15 степени) Гц
Ответ: ?’1.14*((10)в 15 степени) Гц

76. Литий освещается светом с длиной волны X. При некотором значении задерживающего напряжения фототек с поверхности металла становится равным нулю. Изменив длину волны света в полтора раза, установили, что для прекращения тока необходимо увеличить задерживающее напряжение в два раза.
Найдите длину волны X света. Работа выхода для Li А=2,4 эВ.

Ур-ие Энштейна

H?=A+Eк
Eк=cU видим, что U~1/?
EU=h?-A

…eU1=hc/?1-A eU1= hc/?1-A
…eU2=hc/?2-A 2eU1=h3c/2?1-A

2eU1=2 hc/?1-2Am 2hc/?1-2A=3ch/2?1-A
2eU1=h3c/2?1-A hc/2?1=A
?1=hc/2A=2.6*((10) в минус 7 степени) м
Ответ: 2.6*((10) в минус 7 степени) м

77. До какого максимального потенциала зарядится цинковый шарик при освещении его светом с длиной волны Х = 0,2 мкм? Работа выхода электронов из цинка А = 4,0 эВ. Какова будет при этом величина заряда шарика, если его радиус равен R = 4,1 см ?

ур-ие Энштейна h?=A+Eк
Ек=h?-A
При наличии у шара определённого патенциала способного задержать , т.е возвратить на пластину вырываемые электроны. Запишем
Eк=ef; f=Eк/e=(hc/?-A) / e=2.5 B
C=4П??оR=4.6*((10)в минус 12 степени) Кл
Q=Cf=11.5*((10)в минус12 степени)
Ответ: 2,5В, 11.5*((10)в минус12 степени)

97. При делении одного ядра ^U выделяется w = 200 МэВ энергии. Сколько воды можно перевести в пар при температуре кипения, если использовать всю энергию, получающуюся от деления ядер в m = 1 г урана? r = 2,26 МДж/кт.

N=mNа/m
E=dE*N=dE*m*Na / m=8.2*((10) в десятой степени) Дж
Составим ур-ие теплового балланса E=Qв=rm след-но E=rm
M=E/r=36000 кг
Ответ: M=E/r=36000 кг

98. В ядерном реакторе атомной электростанции используется уран ^U.
Мощность станции Р = 1000 МВт, ее КПД л = 20%. Определите массу m расходуемого за сутки урана. Считать, что при каждом делении ядра выделяется w = 200 МэВ энергии. 1сут = 86400 с .

m=Aп/Aз=Еп/Ез

Еп=Pt

Eз=mNaE/? отсюда ?=Ptm / mNaE …m=PtM / ?NaE=0.2 кг

Ответ: m=0.2кг

100. Сколько а - и Р"- распадов происходит при радиоактивном превращении ядра урана 92U238 в ядро свинца ззРЬ206 ?

в данном случае (238-206) / 4=8 ( ?-распадов) какой должен быть заряд ядра после 8 распада
92-28=76 на самом же деле 82 при ?-распаде массовое число не изменяется, а заряд ядра увел-ся на 1 т,е
82-76=6 (?-распадов)

Ответ : 8-? распадов, 6-? распадов

Страницы: 1, 2, 3