1. Абсолютный показатель преломления среды равен 1,5. Рассчитать угол падения, если угол преломления 25° (Сделать рисунок).
2. За 0.02с в катушке, содержащей 600 витков провода, магнитный поток равномерно убывает с 8 мВб и 5 мВб. Найти ЭДС индукции в катушке.
3. Два резистора включены в цепь последовательно. Сопротивление первого резистора 10 Ом, а второго 15 Ом. Сила тока в цепи равна 0,2 А. Определить: общее сопротивление участка; напряжение на каждом резисторе; общее напряжение всего участка.
4. Построить изображение предмета АВ в собирающей линзе, если предмет находится между F и 2F. Дать характеристику изображения.
5. Найти напряжённость электрического поля заряда 36 нКл в точке, удалённой от заряда на 6 см.
Ответы
1. Дано:
n₂ = 1,5
β = 25°
n₁ = 1
α - ?
Решение:
По закону преломления света отношение синуса угла падения к синусу угла преломления равно относительному показателю преломления двух сред:
sinα/sinβ = n, где
n = n₂/n₁ =>
sinα/sinβ = n₂/n₁
Абсолютный показатель преломления воздуха равен приближённо единице, тогда:
sinα/sinβ = n₂ => sinα = n₂*sinβ => α = arcsin(n₂*sinβ) = arcsin(1,5*sin25°) = 39,34047... = 39,34°
Ответ: 39,34°.
2. Дано:
Δt = 0,02 c = 2*10⁻² с
N = 600
Ф₁ = 8 мВб = 8*10⁻³ Вб
Ф₂ = 5 мВб = 5*10⁻³ Вб
ε - ?
Решение:
Есть две формулы, по которым можно найти магнитный поток:
Ф = BScosα
Ф = LI
Первая формула подходит для одиночного контура - одного витка. Вторая - для соленоида (катушки) - множества витков. Первая формула будет справедливой для соленоида, если умножить данное выражение на число витков:
Ф = N*BScosα = LI
Магнитный поток пронизывает каждый виток под углом 0° к нормали, проведённой к плоскости каждого из витков, то есть:
Ф = N*BScos0° = N*BS*1 = N*BS - это выражение для суммарного магнитного потока соленоида, т.к. в задаче дают значения магнитного потока, пронизывающего один виток.
По закону электромагнитной индукции ЭДС равна:
ε = -ΔФ/Δt - для одного витка
N*ε = N*(-ΔФ/Δt) = E - полная ЭДС
ΔФ = Ф₂ - Ф₁ =>
=> E = N*(-(Ф₂ - Ф₁))/Δt = N*(Ф₁ - Ф₂)/Δt = 600*(8*10⁻³ - 5*10⁻³)/(2*10⁻²) = 600*10⁻³*(8 - 5)/(2*10⁻²) = 300*10⁻¹*3 = 90 В
Ответ: 90 В.
3. Дано:
R₁ = 10 Ом
R₂ = 15 Ом
I = 0,2 А
Ro, Uo, U₁, U₂ - ?
Решение:
Ro = R₁ + R₂ = 10 + 15 = 25 Ом - т.к. соединение последовательное
Uo = I*Ro = 0,2*25 = 5 В
U₁ = I*R₁ = 0,2*10 = 2 В
U₂ = I*R₂ = 0,2*15 = 3 В
Ответ: 25 Ом; 5 В; 2 В; 3 В.
4. Дано:
F < d < 2F
Решение:
f > 2F (смотри рисунок)
Изображение получается действительным, перевёрнутым, увеличенным.
5. Дано:
q₀ = 36 нКл = 36*10⁻⁹ Кл
r = 6 cм = 6*10⁻² м
k = 9*10⁹ Н*м²/Кл²
E - ?
Решение:
Е = F/q = (k*q₀*q/r²) / q = k*q₀/r² = 9*10⁹*36*10⁻⁹/(6*10⁻²)² = 9*36/(36*10⁻⁴) = 9/10⁻⁴ = 9 : (1/10000) = 9*10000 = 90000 В/м = 90 кВ/м
Ответ: 90 кВ/м.
