ФИЗИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ

Наиболее полное собрание задач П.Л. Капицы

Предыдущие 30 задач                                        Следующие 30 задач

121. Обычная 50-ваттная лампа накаливания питается переменным током от сети. Оценить амплитуду колебаний интенсивности света в видимой области спектра, если баллон лампы наполнен аргоном.

 

122. Мостик Уитстона работает на постоянном токе и уравновешен. Через одну из его ветвей пропускают переменный ток. Разберите, как это скажется на равновесии мостика, если переменный ток такой силы, что нарушается закон Ома?

 

123. На электростанции, питающей электроэнергией несколько домов, по ошибке поменяли местами амперметр и вольтметр и после этого включили генератор. Что произошло на электростанции?

 

124. Электрон в вакууме в магнитном поле описывает круговую орбиту. На некоторой части пути помещены две сетки, имеющие некоторую разность потенциалов, так, чтобы каждый раз, когда электрон проходит между сетками, его скорость менялась. При каких условиях она будет непрерывно нарастать?

 

125. Если двигать горизонтальный проводник перпендикулярно его длине, то благодаря существованию земного магнитного поля на концах проводника возникает разность потенциалов. Вычислите ее и разберите вопрос, нельзя ли на практике использовать это явление для определения скорости движения самолетов, судов и спутников относительно Земли.

 

126. Спутник движется в земном магнитном поле. Какие электромагнитные явления могут при этом происходить? Опишите и оцените величину этих явлений, считая магнитное поле Земли таким, как у равномерно намагниченного шара.

 

127. Опишите, какие электрические явления вызывает земное магнитное поле при течении воды в реках, когда вода имеет электрическую проводимость.

 

128. Предлагается следующий метод изучения скоростей в текучей жидкости: жидкость делается проводящей при помощи примесей и течение осуществляется и магнитном поле. В точке, где определяется скорость, вставляют зонд из двух проводников и между ними наблюдают разность потенциалов. Разберите вопрос практического осуществления такого метода.

 

129. Через тонкую проволочку диаметром d пропускают импульс тока силой I. Через время t проволочка разрушится. Вычислить магнитное поле и оценить, какое наибольшее магнитное поле можно получить таким образом и чему равно время его существования.

 

130. Между полюсами магнита натянуты две параллельные проволоки, на которых свободно лежит проводящая пластинка. Описать движение пластинки при разряде конденсатора емкостью С, заряженного до потенциала V, через контур, образованный двумя проволоками и пластинкой. Магнитное поле направлено вертикально, перпендикулярно плоскости контура.

 

131. Громоотвод соединен с землей через круглую медную трубку диаметром 2 см и толщиной стенки 2 мм. После удара молнии трубка превратилась в круглый стержень. Объясните это явление и оцените силу тока грозового разряда.

 

132. Оценить, какое нужно минимальное сечение медного провода, мощность источника и какую энергию необходимо затратить, чтобы скомпенсировать электрическим током магнитное поле земного шара?

 

133. Вычислить эффективность защиты от влияния земного магнитного поля полой сферической брони толщиной d и радиусом R. Сравнить эффективность этой защиты, когда она сделана из железа и из пермаллоя.

 

134. Разберите, чем точнее можно мерить магнитное поле: баллистическим гальванометром или флюксметром?

 

135. Определите величину напряженности магнитного поля, возникающего при быстром вращении медного цилиндра. Покажите несостоятельность объяснения этим эффектом земного магнетизма.

 

136. Рассмотрите возможность удержания нейтрона в магнитном поле.

 

137. Длинный тонкостенный медный цилиндр совершает вынужденные колебания около своей главной оси. Благодаря инерционной массе свободных электронов в металле они отстают по фазе от колебаний цилиндра и в нем создается переменное магнитное поле. Вычислите это поле и оцените возможность его измерения на опыте.

 

138. Почему при разрыве тока в первичной цепи трансформатора, во вторичной не получается перенапряжения, в то время как в индукционной спирали оно возникает?

 

139. К первичным клеммам трансформатора приложен прямоугольный импульс напряжения. Как в зависимости от характеристики трансформатора он будет искажаться на вторичных клеммах?

 

140. Катушка, в которую вставлен постоянный магнит, присоединена к конденсатору. Известны: самоиндукция катушки, емкость конденсатора и магнитный поток, создаваемый магнитом. Опишите электрический процесс, происходящий в цепи в случае, когда магнит очень быстро удаляют из катушки, и в случае, когда магнит удаляют очень медленно. Определить в обоих случаях работу, затраченную на удаление магнита.

 

141. По проволочному витку радиусом r течет ток I. Найти максимальную величину силы, которая действует на небольшой магнит с моментом m расположенный вдоль оси витка (рис. 8).

 

142. Даны размеры соленоида и ток, его питающий. Если соленоид стоит вертикально, оцените размеры и положение железного сердечника, который будет втягиваться в соленоид кверху и с наибольшей силой.

 

143. Построен сверхпроводящий соленоид длиной 300 см и внутренним диаметром 50 см; поле 60 кЭ. Над соленоидом на расстоянии 150 см от его оси расположена стальная кран-балка сечением 200 см². Длина балки значительно больше длины соленоида и она расположена параллельно его оси. Оцените силу притяжения балки к соленоиду.

 

144. Через соленоид, по которому течет ток, пролетает проводящий цилиндр. Определите условие, при котором магнитное поле не позволит цилиндру пролететь через соленоид. Омическими сопротивлениями цилиндра и соленоида можно пренебречь.

 

145. Предлагается магнитная пушка, работающая по следующему принципу. Недалеко от соленоида, по его оси, помещается цилиндр (снаряд). Внезапно по соленоиду пускают ток. Когда, втягиваясь, цилиндр достигает середины соленоида, ток автоматически выключается. Оцените практически осуществимую в такой пушке начальную скорость снаряда. Оцените необходимую мощность генератора.

 

146. Найти условия равновесия шарика из сверхпроводника в магнитном поле горизонтального кругового витка с током.

 

147. В однородное магнитное поле помещен длинный цилиндрический сверхпроводник так, что его ось перпендикулярна направлению магнитного поля. Определить величину и направление магнитного поля на поверхности сверхпроводника.

 

148. Как от конденсатора заданной емкости и заряженного до определенного потенциала получить максимальную мощность разряда?

 

149. Какой получится выигрыш в весе и объеме конструкции, если одну и ту же величину электроэнергии запасти не в конденсаторе, а в сверхпроводящем соленоиде?

 

150. Какая часть энергии переходит в звук при разряде Лейденской банки?

 

Предыдущие 30 задач                                        Следующие 30 задач