- •Кафедра оФиФнгп
- •Сборник задач по физике
- •И примеры их решения
- •Часть
- •Предисловие
- •Программа курса физики для инженерно -технических специальностей заочного отделения вуза
- •Часть II
- •Электродинамика
- •Волновая и квантовая оптика
- •Атомная и Ядерная физика
- •Библиографический список
- •Контрольная работа №3
- •Электродинамика. Волновая оптика
- •Основные формулы
- •Электродинамика
- •Волновая оптика
- •Примеры решения задач
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Контрольная работа №4
- •Квантовая оптика. Атомная и ядерная физика
- •Основные формулы
- •Квантовая оптика
- •Атомная физика
- •Ядерная физика
- •Примеры решения задач
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Приложения
- •1. Основные физические константы
- •2. Работа выхода электрона из металлов
- •3. Периоды полураспада радиоизотопов
- •4. Массы атомов легких изотопов (а. Е. М.)
- •Содержание
- •Сборник задач по физике и примеры их решения
- •443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244. Главный корпус
Решение
R =0,10 м, I = 100 A, В=0, 10 Тл, φ =60о. |
А=? |
. (1)
Используем формулу магнитного потока, гдеплощадь контура;–угол между нормальюn к плоскости контура и магнитной индукциейB(см. рис. 6). Из рисунка видноУчитывая это, запишем потоки
Ф1=ВS1sinφ, Ф2=ВS2sinφ, (2)
где – площадь кругового контура. При изменении формы контура на квадрат его площадь, где сторона квадратанаходится из равенства. В результате. Подставляя найденные площадив равенства (2), получим:
,
С учетом этих формул, из (1) найдем работу внешних сил:
Пример 10. Между полюсами электромагнита находится катушка, ось которой совпадает с направлением магнитного поля. Катушка имеетN= 15 витков площадью. При повороте катушки на уголвокруг ее диаметра через подключенный к ней гальванометр протекает зарядНайти модуль индукции магнитного поляВмежду полюсами, если сопротивление электрической цепи.
Решение
N=15 витков, S=2,0.10– 4м2, φ = 180о, q = 4,5.10– 6, R = 40 Ом. |
В = ? |
Воспользуемся законом Ома для полной цепи , где–мгновенное значение силы тока. Отсюда
Из (1) и (2) имеем
Интегрируя это уравнение, получим:
, (3)
Потоксоответствует первоначальному положению катушки, когда угол между нормальюn к плоскости витков катушки и магнитной индукциейB равен(см. рис. 7). Для этого положения катушки. Потокобразуется при повороте катушки вокруг диаметра на угол. В этом случае(см. рис. 7) и. В результате из (3) имеем
,
откуда искомая индукция магнитного поля
Пример 11. Рамка из одного витка площадьювращается с линейной частотойотносительно оси, лежащей в плоскости рамки и перпендикулярной линиям магнитной индукции. Модуль индукции. Найти среднее значение э. д. с. индукции за время, в течение которого магнитный поток через поверхность площадьюS изменится от максимального значения до нуля.
Решение
S = 200.10– 4 м2, ν =10 Гц, В=0,20 Тл. |
= ? |
где – изменение магнитного потока за время. По условию задачи– максимальный поток, . Магнитный поток определяется по формуле
, (2)
где –угол между нормальюn к плоскости рамки и магнитной индукцией. Из формулы (2) видно, что максимальному значениюсоответствует положение рамки, при котороми, т. е. нормальn совпадает по направлению с индукцией. Следовательно, из (2) имеем. Потоксоответствует положению рамки, при котором уголи(см. (2)). Таким образом, изменение потока в формуле (1). Из изложенного следует также, что заданное изменение потока происходит при повороте рамки на угол, т. е. за время, равное четверти периода. Учитывая сказанное, формула (1) запишется
где период. Таким образом, средняя э. д. с. индукции
В.
Пример 12.На поверхности стекла находится пленка воды с показателем преломленияn=1,3. На нее падает свет с длиной волны =0,68 мкм под углом падения α=30о. Найти скорость, с которой уменьшается толщина пленки (из-за испарения), если интенсивность отраженного света меняется таким образом, что промежуток времени между последовательными максимумами отражения ∆t= 15 мин.