на главную

27. Электромагнетизм. Электромагнитные колебания. Закон Ома.

1. Проволочная рамка площадью S равномерно вращается в однородном магнитном поле с индукцией B вокруг оси, перпендикулярной направлению поля. Частота вращения n. Как со временем изменяется магнитный поток F, проходящий через рамку, ЭДС индукции в рамке?

2. Виток провода площадью S равномерно вращается в однородном магнитном поле с индукцией B вокруг оси, перпендикулярной направлению поля. Частота вращения n. Чему равно максимальное значение ЭДС индукции, возникающей в рамке? Построить график зависимости ЭДС от времени. Как изменится максимальное значение ЭДС индукции и как изменится график, если: 1) вместо одного витка намотать N витков; 2) частоту вращения увеличить в n раз?

3. Рамка площадью 400 см² имеет 100 витков провода и вращается в однородном магнитном поле с индукцией 10 мТл вокруг оси, перпендикулярной магнитному полю. Период вращения 20 мс. Концы провода через скользящие контакты замкнуты на сопротивление 50 Ом. Определить силу тока, протекающего через сопротивление. Чему равно максимальное значение силы тока? Какова частота тока? [0,25; 50]

4. Почему при получении переменного тока удобнее вращать индуктор, а якорь оставлять неподвижным?

5. Генератор переменного тока имеет на роторе 6 пар полюсов. Какой должна быть частота вращения ротора, чтобы генератор вырабатывал ток стандартной частоты? [500 мин^-1]

6. Полагая, что напряжение переменного тока изменяется по закону синуса и начальная фаза равна нулю, определить напряжение в моменты времени 5, 10, 15 мс. Амплитуда напряжения 200 B, частота 50 Гц. [200; 0; –200]

7. В сеть переменного тока включили резистор сопротивлением R. Амплитудное значение напряжения U_o. Как изменяются со временем напряжение на резисторе, ток, выделяемая мощность?

8. Вольтметр переменного тока, включенный в сеть, показывает 220 B. Найти максимальное значение напряжения в сети. [310]

9. На какое напряжение надо рассчитывать изоляторы линии электропередачи, если действующее значение напряжения 500 кВ? [707 kB]

10. Электроплитка мощностью 500 Вт включена в промышленную сеть с напряжением 127 B. Написать уравнение зависимости силы тока и напряжения в цепи электроплитки от времени. Какая максимальная мощность выделяется в плитке? [1000]

11. Неоновая лампа начинает светиться и гаснуть, когда напряжение на ее электродах достигает строго определенного значения. Какую часть периода будет светиться лампа, если ее включить в сеть, действующее значение напряжение в которой равно этому напряжении. [0,5]

12. Почему сердечники трансформаторов, генераторов и электродвигателей набирают из отдельных тонких изолированных друг от друга железных пластин?

13. Почему при разомкнутой вторичной обмотке трансформатор почти не потребляет энергии?

14. Как будет изменяться напряжения и силы тока в первичной и вторичной обмотках трансформатора, подключенного к сети, при увеличении полезной нагрузки (уменьшение сопротивления) во вторичной обмотке?

15. Как изменится сила тока в первичной и вторичной обмотках работающего трансформатора, если железный сердечник разомкнуть?

16. Почему трансформатор может выйти из строя, если хоть один виток замкнется накоротко?

17. Трансформатор повышает напряжение с 220 B до 1,1 кВ и содержит 700 витков в первичной обмотке. Каков коэффициент трансформации? Сколько витков во вторичной обмотке? В какой обмотке провод имеет большее сечение? [0,2; 3500; 1]

18. Трансформатор повышает напряжение с 100 B до 5,6 кВ. На одну из обмоток надели виток провода, концы которого подсоединили к вольтметру. Вольтметр показал напряжение 0,4 B. Сколько витков имеют обмотки трансформатора? [250; 1,4×10⁴]

19. Понижающий трансформатор с коэффициентом трансформации 5 включен в сеть с напряжение 220 B. Определить КПД трансформатора, если потерь энергии в первичной обмотке не происходит, а напряжение на вторичной обмотке 42 B. [96]

20. Первичная обмотка трансформатора имеет 2400 витков. Сколько витков должна иметь вторичная обмотка, чтобы при напряжении на зажимах 11 B передавать во внешнюю цепь мощность 22 Вт? Сопротивление вторичной обмотки 0,2 Ом. Напряжение в сети 380 B. [72]

21. До какого значения надо повысить, напряжение в линии электропередачи сопротивлением 36 Ом, чтобы от электростанции мощностью 5 МВт было передано 95 % энергии? [60 кВт]

22. От подстанции к потребителю передается мощность 62 кВт. Сопротивление линии 5 Ом. Для случаев осуществления передачи при напряжении 620 B и 6200 B определить: 1) какую часть мощности получает потребитель; 2) напряжение у потребителя. [0,19; 0,99; 120; 6150]

23. Колебательный контур состоит из катушки индуктивности и двух одинаковых конденсаторов, включенных параллельно. Период собственных колебаний контура 20 мкс. Чему будет равен период, если конденсаторы включить последовательно? [10 мкс]

24. Конденсатор емкостью 50 пФ сначала подключили к источнику с ЭДС 3 B, а затем к катушке индуктивностью 5,1 мкГн. Чему равна частота колебаний, возникающих в контуре? Чему равно максимальное значение силы тока в контуре? Действующее значение? [10 M; 9,4 м; 6,6 м]

25. Колебательный контур состоит из катушки индуктивностью 80 мкГн, конденсатора емкостью 100 пФ и резистора сопротивлением 0,5 Ом. Какую мощность должен потреблять контур, чтобы в нем поддерживались незатухающие колебания, при которых максимальное напряжение на конденсаторе равно 4 B? [5 мкВт]

26. Заряженный конденсатор замкнули на катушку индуктивности. Через какое время (в долях периода) после подключения энергия в конденсаторе будет равна энергии в катушке индуктивности?

27. Определить резонансную частоту контура, если отношение максимального заряда на конденсаторе к максимальной силе тока в контуре равно n. [2p/n]

28. В приемнике емкость в колебательном контуре можно менять от 0,1 до 5 нФ, а индуктивность от 0,5 до 1 мГн. Какой диапазон частот и длин волн можно охватить настройкой этого радиоприемника? [71 к до 0,71 М; 0,42 км до 4,2 км]

29. Станция работает на длине волны 30 м. Сколько колебаний несущей частоты происходит в течение одного периода звуковых колебаний с частотой 5 кГц? [2000]

30. Длина линии электропередачи 600 км. Чему равна разность фаз напряжения на этом расстоянии? [p/5]

31. Радиолокатор работает на длине волны 15 см и испускает импульсы с частотой 4 кГц. Длительность каждого импульса 2 мкс. Какова наибольшая дальность обнаружения цели? Сколько колебаний содержится в одном импульсе? [37 км; 4000]

32. Ток напряжением 220 B и частотой и частотой 50 Гц питает два последовательно соединенных конденсатора емкостью 0,2 мкФ и 0,1 мкФ. Найти силу тока в цепи и напряжения на конденсаторах. [4,6 м; 73; 147]

33. Конденсатор емкостью 20 мкФ и реостат сопротивлением 150 Ом включены последовательно в цепь переменного тока с частотой 50 Гц. Найти отношение падений напряжений соответственно на конденсаторе и на реостате к падению напряжения в цепи. [0,73; 0,69]

34. Катушка, имеющая сопротивление 10 Ом, питается переменным током частотой 50 Гц. Найти индуктивность катушки, если колебания напряжения опережают колебания силы тока на угол j = p/3. [55 м]

35. Активное сопротивление, индуктивность и емкость включены последовательно в цепь переменного тока напряжением 220 B. Найти напряжение на активном сопротивлении, если известно, что оно втрое меньше индуктивного и вдвое меньше емкостного сопротивлений. [160]

36. Лампочка накаливания мощностью 60 Вт рассчитана на питание от городской сети напряжением 120 B. Найти емкость C конденсатора, который необходимо включить последовательно с лампой для ее питания от городской сети напряжением 220 B. [8,6 мк]

37. Переменный ток силой 2 A при напряжении 200 B питает последовательно включенные активное сопротивление 100 Ом, индуктивность и емкость. Найти коэффициент мощности j и активную мощность N. [0,5]

38. Найти индуктивность катушки, которую необходимо последовательно присоединить к омическому сопротивлению 20 Ом, питаемому от городской сети, для того, чтобы уменьшить выделяемую активную мощность в 2 раза. [64 м]

39. Катушка, имеющая активное сопротивление 3 Ом, питается напряжением U = 50sin100pt. Амплитуда тока в катушке 10 A. Найти коэффициент мощности cosj, активную мощность N и индуктивность катушки. [0,6; 300; 13 м]

40. Конденсатор колебательного контура имеет емкость 0,5 мкФ. Амплитуда напряжения на его обкладках 100 B. Амплитуда тока в катушке индуктивности 50 мА. Найти частоту электрических колебаний в контуре. [160]

41. Конденсатор емкостью 0,2 мкФ имеет заряд 4 мкКл. Найти заряд на обкладках конденсатора спустя время t после замыкания его на катушку индуктивностью 0,2 Гн. [q = 4cos5000t мк]

42. По данным предыдущей задачи найти ток в цепи спустя время t после ее замыкания.

43. Конденсатор колебательного контура емкостью 25 нФ имеет заряд 2,5 мкКл. Найти напряжение на обкладках конденсатора и силу тока в цепи спустя время t после начала разрядки конденсатора, замкнутого на катушку индуктивностью 1,015 Гн. [u = 100cos2000pt; i = –16sin2000ptм]

44. Радиолокатор генерирует импульсы длительностью 20 нс каждый. Частота следования импульсов 5 кГц. Найти число колебаний N в каждом импульсе и максимальную дальность разведки локатора, если волны имеют длину 20 см. [30; 30 км]