Pilihan 1
A1. Apa yang menjelaskan interaksi dua konduktor paralel dengan arus searah?
- interaksi muatan listrik;
- aksi medan listrik dari satu konduktor dengan arus pada arus di konduktor lain;
- pengaruh medan magnet satu konduktor pada arus di konduktor lain.
A2. Partikel manakah yang dipengaruhi oleh medan magnet?
- pada muatan bergerak;
- pada bergerak tanpa muatan;
- ke yang bermuatan saat istirahat;
- ke yang tidak bermuatan saat istirahat.
A4. Sebuah konduktor lurus sepanjang 10 cm ditempatkan dalam medan magnet seragam dengan induksi 4 T dan terletak pada sudut 30 0 terhadap vektor induksi magnet. Berapakah gaya yang bekerja pada penghantar dari sisi medan magnet, jika kuat arus pada penghantar adalah 3 A?
- 1,2 N; 2) 0,6 N; 3) 2,4 N.
A6. Induksi elektromagnetik adalah:
- fenomena yang mencirikan efek medan magnet pada muatan yang bergerak;
- fenomena terjadinya arus listrik dalam rangkaian tertutup ketika fluks magnet berubah;
- fenomena yang mencirikan efek medan magnet pada konduktor pembawa arus.
A7. Anak-anak berayun di ayunan. Getaran macam apa ini?
1. bebas 2. paksa 3. osilasi sendiri
A8. Sebuah benda bermassa m pada seutas benang dengan panjang l berosilasi dengan periode T. Berapakah periode getaran benda bermassa m/2 pada benang dengan panjang l/2?
1. T 2. T 3. 4T 4. T
A9. Cepat rambat bunyi di dalam air adalah 1470m/s. Berapa panjang gelombang bunyi dengan periode osilasi 0,01 s?
1. 147km 2. 1.47cm 3. 14.7m 4. 0.147m
A10 . Banyaknya getaran dalam 2 sekon disebut?
frekuensi 1 periode 2 fase 3 frekuensi siklus 4
A11. Anak itu mendengar gema 10 detik setelah meriam ditembakkan. Cepat rambat bunyi di udara adalah 340m/s. Berapa jarak rintangan dari anak itu?
A12. Tentukan periode osilasi elektromagnetik bebas jika rangkaian osilasi berisi kumparan dengan induktansi 1 H dan kapasitor dengan kapasitansi 36pF.
1. 40ns 2. 3*10 -18 dt 3. 3.768*10 -8 dt 4. 37.68*10 -18 dtk
A13. Sistem osilasi paling sederhana yang mengandung kapasitor dan induktor disebut ...
1. sistem osilasi diri 2. sistem osilasi
3. Sirkuit berosilasi 4. Pabrik berosilasi
A14. Bagaimana dan mengapa hambatan listrik semikonduktor berubah dengan meningkatnya suhu?
1. Berkurang karena peningkatan kecepatan elektron.
2. Meningkat karena peningkatan amplitudo osilasi ion positif kisi kristal.
3. Berkurang karena peningkatan konsentrasi pembawa muatan bebas.
4. Meningkat karena peningkatan konsentrasi pembawa muatan listrik bebas.
DALAM 1.
NILAI | UNIT | ||
induktansi | tesla (Tl) |
||
fluks magnet | henry (Hn) |
||
induksi medan magnet | weber (Wb) |
||
volt (V) |
DALAM 2. Partikel bermassa m , membawa muatan q B di sekitar keliling jari-jari R dengan kecepatan v . Apa yang akan terjadi pada jari-jari orbit, periode revolusi, dan energi kinetik partikel dengan peningkatan kecepatan gerakan?
C1. Dalam sebuah kumparan dengan induktansi 0,4 H, terjadi EMF induksi diri sebesar 20 V. Hitung perubahan kuat arus dan energi medan magnet kumparan jika ini terjadi dalam 0,2 s.
pilihan 2
A1. Rotasi jarum magnet di dekat konduktor pembawa arus dijelaskan oleh fakta bahwa itu dipengaruhi oleh:
- medan magnet yang diciptakan oleh muatan yang bergerak dalam konduktor;
- medan listrik yang diciptakan oleh muatan konduktor;
- medan listrik yang diciptakan oleh muatan bergerak dari konduktor.
A2.
- hanya medan listrik;
- medan magnet saja.
A4. Sebuah penghantar lurus sepanjang 5 cm terletak dalam medan magnet seragam dengan induksi 5 T dan terletak pada sudut 30 0 terhadap vektor induksi magnet. Berapakah gaya yang bekerja pada penghantar dari sisi medan magnet, jika kuat arus pada penghantar adalah 2 A?
- 0,25 N; 2) 0,5 N; 3) 1,5 N.
A6. Gaya Lorentz bekerja
- pada partikel tak bermuatan dalam medan magnet;
- pada partikel bermuatan yang berada dalam medan magnet;
- pada partikel bermuatan yang bergerak sepanjang garis induksi medan magnet.
A7. Untuk bingkai persegi 2m 2 pada arus 2 A, torsi maksimum 4 N∙m diterapkan. Berapa induksi medan magnet di ruang yang diteliti?
- Tl; 2) 2T; 3) 3T.
A8. Jenis getaran apa yang terjadi ketika bandul berayun pada jam?
1. gratis 2. paksa
A9. Cepat rambat bunyi di udara adalah 330 m/s. Berapa frekuensi getaran bunyi jika panjang gelombangnya 33 cm?
1. 1000Hz 2. 100Hz 3. 10Hz 4. 10000Hz 5. 0.1Hz
A10 Tentukan periode osilasi elektromagnetik bebas jika rangkaian osilasi berisi kapasitor dengan kapasitansi 1 F dan kumparan induktansi 36H.
1. 4*10 -8 dtk 2. 4*10 -18 dtk 3. 3.768*10 -8 dtk 4. 37.68*10 -3 dtk
A11 . Tentukan frekuensi gelombang yang dipancarkan oleh sistem yang mengandung kumparan dengan induktansi 9H dan kapasitor dengan kapasitas listrik 4F.
1. 72πHz 2. 12πHz 3. 36Hz 4. 6Hz 5. 1/12πHz
A12. Sifat gelombang cahaya manakah yang menentukan warnanya?
1. menurut panjang gelombang 2. menurut frekuensi
3. Dengan fase 4. Dengan amplitudo
A13. Getaran terus menerus yang terjadi karena sumber energi yang terletak di dalam sistem disebut ...
1. gratis 2. paksa
3. Getaran sendiri 4. Getaran elastis
A14. Air murni adalah dielektrik. Mengapa larutan garam NaCl bersifat konduktor?
1. Garam dalam air terurai menjadi ion Na bermuatan+ dan Cl - .
2. Setelah garam larut, molekul NaCl mentransfer muatan
3. Dalam larutan, elektron terlepas dari molekul NaCl dan muatan ditransfer.
4. Saat berinteraksi dengan garam, molekul air terurai menjadi ion hidrogen dan oksigen
DALAM 1. Membangun korespondensi antara fisik
NILAI | UNIT | ||
Gaya yang bekerja pada konduktor dengan arus dari medan magnet | |||
Energi medan magnet | |||
Gaya yang bekerja pada muatan listrik yang bergerak dalam medan magnet. | |||
Bergerak dalam medan magnet seragam dengan induksi B di sekitar keliling jari-jari R dengan kecepatan v Apa yang akan terjadi pada jari-jari orbit, periode revolusi, dan energi kinetik partikel dengan peningkatan muatan partikel?
Untuk setiap posisi kolom pertama, pilih posisi kolom kedua yang sesuai dan tuliskan nomor yang dipilih dalam tabel di bawah huruf yang sesuai
C1. Pada sudut berapa garis medan magnet dengan induksi 0,5 T harus sebuah konduktor tembaga dengan penampang 0,85 mm bergerak 2 dan hambatan 0,04 Ohm, sehingga pada kecepatan 0,5 m / s, EMF induksi sebesar 0,35 V tereksitasi pada ujungnya? (resistivitas tembaga = 0,017 Ohm∙mm 2 /m)
Opsi 3
A1. Medan magnet dibuat:
- muatan listrik baik yang diam maupun yang bergerak;
- muatan listrik tidak bergerak;
- muatan listrik yang bergerak.
A2. Medan magnet memiliki efek:
- hanya pada muatan listrik saat istirahat;
- hanya pada muatan listrik yang bergerak;
- muatan listrik baik yang bergerak maupun yang diam.
A4. Berapa gaya yang bekerja dari medan magnet seragam dengan induksi 30 mT pada konduktor bujursangkar sepanjang 50 cm yang terletak di medan, yang melaluinya arus 12 A? Kawat membentuk sudut siku-siku dengan arah vektor induksi magnet medan.
- 18 N; 2) 1,8 N; 3) 0,18 N; 4) 0,018 N.
A6. Apa yang ditunjukkan oleh empat jari tangan kiri yang terulur saat menentukan?
Gaya ampere
- arah gaya induksi medan;
- arah saat ini;
- arah gaya Ampere.
A7. Medan magnet dengan induksi 10 mT bekerja pada penghantar yang kuat arusnya 50 A, dengan gaya 50 mN. Tentukan panjang penghantar jika garis induksi medan dan arus saling tegak lurus.
- 1m; 2) 0,1 m; 3) 0,01 m; 4) 0,001 m.
A8. Lampu gantung berayun setelah satu dorongan. Jenis getaran apakah ini?
1. bebas 2 paksa 3. osilasi sendiri 4. osilasi elastis
A9 .Sebuah benda bermassa m pada seutas benang dengan panjang l berosilasi dengan periode T. Berapakah periode getaran benda bermassa 2m pada benang yang panjangnya 2l?
1. T 2. 2T 3. 4T 4. T 5. T
A10 . Cepat rambat bunyi di udara adalah 330 m/s. Berapa panjang gelombang cahaya pada frekuensi 100 Hz?
1. 33km 2. 33cm 3. 3.3m 4. 0.3m
A11. Berapakah frekuensi resonansi 0 dalam rangkaian kumparan dengan induktansi 4H dan kapasitor dengan kapasitas listrik 9F?
1. 72πHz 2. 12πHz 3. 1/12πHz 4. 6Hz
A12 . Anak laki-laki itu mendengar guntur 5 detik setelah kilat menyambar. Cepat rambat bunyi di udara adalah 340m/s. Pada jarak berapa kilat menyambar dari anak itu?
A. 1700m B. 850m C. 136m D. 68m
A13. Tentukan periode osilasi elektromagnetik bebas jika rangkaian osilasi berisi kumparan dengan induktansi 4 H dan kapasitor dengan kapasitansi 9pF.
A14. Jenis konduktivitas apa yang dimiliki bahan semikonduktor dengan pengotor donor?
1. Sebagian besar elektronik. 2. Sebagian besar berlubang.
3. Sama elektron dan hole. 4. Ionik.
DALAM 1. Membangun korespondensi antara fisikbesaran dan satuan pengukurannya
NILAI | UNIT | ||
kekuatan saat ini | weber (Wb) |
||
fluks magnet | ampere (A) |
||
induksi EMF | tesla (Tl) |
||
volt (V) |
DALAM 2. Sebuah partikel bermassa m yang membawa muatan q , bergerak dalam medan magnet seragam dengan induksi B di sekitar keliling jari-jari R dengan kecepatan v Apa yang akan terjadi pada jari-jari orbit, periode revolusi, dan energi kinetik partikel dengan peningkatan induksi medan magnet?
Untuk setiap posisi kolom pertama, pilih posisi kolom kedua yang sesuai dan tuliskan nomor yang dipilih dalam tabel di bawah huruf yang sesuai
C1. Dalam sebuah kumparan yang terdiri dari 75 lilitan, fluks magnetnya adalah 4,8∙10-3 Wb. Berapa lama aliran ini harus hilang agar kumparan memiliki ggl induksi rata-rata 0,74 V?
Opsi 4
A1. Apa yang diamati dalam percobaan Oersted?
- konduktor dengan arus yang bekerja pada muatan listrik;
- jarum magnet berputar di dekat konduktor dengan arus;
- jarum magnet mengubah konduktor bermuatan
A2. Muatan listrik yang bergerak menghasilkan:
- hanya medan listrik;
- medan listrik dan medan magnet;
- medan magnet saja.
A4. Dalam medan magnet seragam dengan induksi 0,82 T, sebuah konduktor sepanjang 1,28 m terletak tegak lurus terhadap garis-garis induksi magnet. Determinan gaya yang bekerja pada konduktor jika arus di dalamnya adalah 18 A.
1) 18,89 N; 2) 188,9 N; 3) 1,899N; 4) 0,1889 N.
A6. Arus induktif terjadi pada rangkaian konduktor tertutup jika:
- Sirkuit berada dalam medan magnet yang seragam;
- Sirkuit bergerak maju dalam medan magnet yang seragam;
- Fluks magnet yang menembus rangkaian berubah.
A7. Sebuah konduktor lurus dengan panjang 0,5 m, terletak tegak lurus terhadap garis medan dengan induksi sebesar 0,02 T, dikenai gaya sebesar 0,15 N. Hitung kuat arus yang mengalir melalui konduktor tersebut.
1) 0,15 A; 2) 1,5 A; 3) 15A; 4) 150 A
A8 . Jenis osilasi apa yang diamati ketika beban yang ditangguhkan pada ulir menyimpang dari posisi keseimbangan?
1. gratis 2. paksa
3. Getaran sendiri 4. Getaran elastis
A9. Tentukan frekuensi gelombang yang dipancarkan oleh sistem jika sistem tersebut mengandung kumparan dengan induktansi 9H dan kapasitor dengan kapasitansi listrik 4F.
1. 72πHz 2. 12πHz
3. 6Hz 4. 1/12πHz
A10. Tentukan pada frekuensi berapa Anda perlu menyetel rangkaian osilasi yang berisi kumparan dengan induktansi 4 H dan kapasitor dengan kapasitansi 9Pf.
1. 4*10 -8 dtk 2. 3*10 -18 dtk 3. 3.768*10 -8 dtk 4. 37.68*10 -18 dtk
A11. Tentukan periode osilasi alami dari rangkaian jika disetel pada frekuensi 500 kHz.
1. 1us 2. 1k 3. 2us 4. 2k
A12. Anak itu mendengar guntur 2,5 detik setelah kilat menyambar. Cepat rambat bunyi di udara adalah 340m/s. Pada jarak berapa kilat menyambar dari anak itu?
1. 1700m 2. 850m 3. 136m 4. 68m
A13. Banyaknya getaran tiap satuan waktu disebut..
frekuensi 1 periode 2 fase 3 frekuensi siklus 4
A14. Bagaimana dan mengapa hambatan listrik logam berubah dengan meningkatnya suhu?
1. Meningkat karena peningkatan kecepatan elektron.
2. Berkurang karena peningkatan kecepatan elektron.
3. Meningkat karena peningkatan amplitudo osilasi ion positif kisi kristal.
4. Berkurang karena peningkatan amplitudo osilasi ion positif kisi kristal
DALAM 1. Membangun korespondensi antara fisikbesaran dan rumus yang digunakan untuk menentukan besaran tersebut
NILAI | UNIT | ||
EMF induksi pada konduktor bergerak | |||
gaya yang bekerja pada muatan listrik yang bergerak dalam medan magnet | |||
fluks magnet | |||
DALAM 2. Sebuah partikel bermassa m yang membawa muatan q , bergerak dalam medan magnet seragam dengan induksi B di sekitar keliling jari-jari R dengan kecepatan v U. Apa yang akan terjadi pada jari-jari orbit, periode revolusi, dan energi kinetik partikel dengan penurunan massa partikel?
Untuk setiap posisi kolom pertama, pilih posisi kolom kedua yang sesuai dan tuliskan nomor yang dipilih dalam tabel di bawah huruf yang sesuai
C1. Sebuah kumparan dengan diameter 4 cm ditempatkan dalam medan magnet bolak-balik,yang garis-garis gayanya sejajar dengan sumbu kumparan. Ketika induksi medan diubah sebesar 1 T selama 6,28 s, sebuah EMF sebesar 2 V muncul di dalam kumparan.Berapa banyak lilitan kumparan tersebut.
, ahli metodologi UMC Zel UO
Untuk menjawab pertanyaan KIM USE tentang topik ini, perlu mengulang konsep:
Interaksi kutub magnet,
Interaksi arus,
Vektor induksi magnetik, sifat garis medan magnet,
Penerapan aturan gimlet untuk menentukan arah induksi magnetik medan arus searah dan melingkar,
daya ampere,
kekuatan Lorentz,
Aturan tangan kiri untuk menentukan arah gaya Ampere, gaya Lorentz,
Pergerakan partikel bermuatan dalam medan magnet.
Dalam materi KIM USE, sering ada tugas pengujian untuk menentukan arah gaya Ampere dan gaya Lorentz, dan dalam beberapa kasus arah vektor induksi magnetik diatur secara implisit (kutub magnet ditunjukkan). Serangkaian tugas populer di mana bingkai dengan arus berada dalam medan magnet dan diperlukan untuk menentukan bagaimana gaya Ampere bekerja di setiap sisi bingkai, akibatnya bingkai berputar, bergeser, meregang, menyusut ( Anda harus memilih jawaban yang benar). Serangkaian tugas untuk analisis rumus pada tingkat kualitatif bersifat tradisional, di mana diperlukan untuk menarik kesimpulan tentang sifat perubahan dalam satu kuantitas fisik tergantung pada beberapa perubahan pada yang lain.
Tugas ditemukan di bawah nomor A15.
1. Sebuah magnet batang permanen dibawa ke jarum magnet (kutub utara gelap, lihat gambar), yang dapat berputar di sekitar sumbu vertikal tegak lurus terhadap bidang gambar. Sedangkan panah
2. Panjang konduktor lurus L dengan arus Saya ditempatkan dalam medan magnet seragam yang tegak lurus terhadap garis induksi PADA . Bagaimana gaya Ampere yang bekerja pada penghantar berubah jika panjangnya digandakan dan arus dalam penghantar berkurang 4 kali?
3. Proton p, terbang ke celah antara kutub elektromagnet, memiliki kecepatan tegak lurus terhadap vektor induksi medan magnet yang diarahkan secara vertikal (lihat gambar). Dimanakah gaya Lorentz bekerja padanya?
4. Panjang konduktor lurus L dengan arus Saya ditempatkan dalam medan magnet yang seragam, arah garis induksi PADA yang tegak lurus dengan arah arus. Jika kuat arus berkurang 2 kali dan induksi medan magnet bertambah 4 kali, maka gaya Ampere yang bekerja pada penghantar
|
akan meningkat 2 kali lipat |
|
|
akan berkurang 4 kali |
|
|
akan berkurang 2 kali |
|
|
Tidak akan berubah |
5. Sebuah partikel dengan muatan negatif q terbang ke celah antara kutub elektromagnet, memiliki kecepatan yang diarahkan secara horizontal dan tegak lurus terhadap vektor induksi medan magnet (lihat gambar). Dimanakah gaya Lorentz bekerja padanya?
6. Gambar menunjukkan konduktor berbentuk silinder yang dilalui arus listrik. Arah arus ditunjukkan oleh panah. Bagaimana vektor induksi magnet diarahkan ke titik C?
7. Gambar tersebut menunjukkan sebuah kumparan kawat yang dilalui arus listrik dengan arah yang ditunjukkan oleh anak panah. Kumparan terletak di bidang vertikal. Di tengah kumparan, vektor induksi medan magnet saat ini diarahkan
8. Dalam diagram pada gambar, semua konduktor tipis, terletak pada bidang yang sama, sejajar satu sama lain, jarak antara konduktor yang berdekatan adalah sama, I adalah kuat arus. Gaya Ampere yang bekerja pada konduktor No. 3 dalam hal ini:
9. Sudut antara konduktor dengan arus dan arah vektor induksi magnet dari medan magnet meningkat dari 30° menjadi 90°. Gaya ampere adalah:
|
1) meningkat 2 kali lipat |
2) berkurang 2 kali |
3) tidak berubah |
4) berkurang menjadi 0 |
10. Gaya Lorentz yang bekerja pada elektron yang bergerak dalam medan magnet dengan kecepatan 107 m / s di sepanjang lingkaran dalam medan magnet seragam B \u003d 0,5 T sama dengan:
|
4)8 10-11 N |
1. (B1) Massa partikel m, yang membawa muatan q PADA di sekitar keliling jari-jari R dengan kecepatan kamu. Apa yang akan terjadi pada jari-jari orbit, periode revolusi, dan energi kinetik partikel dengan peningkatan kecepatan gerakan?
Ke meja
|
besaran fisika |
perubahan mereka |
||
|
radius orbit |
akan meningkat |
||
|
periode sirkulasi |
mengurangi |
||
|
energi kinetik |
Tidak akan berubah |
(Jawaban 131)
2 DALAM 1). massa partikel m, yang membawa muatan q, bergerak dalam medan magnet seragam dengan induksi PADA di sekitar keliling jari-jari R dengan kecepatan kamu. Apa yang akan terjadi pada jari-jari orbit, periode revolusi, dan energi kinetik partikel dengan peningkatan induksi medan magnet?
Untuk setiap posisi di kolom pertama, pilih posisi yang sesuai di kolom kedua dan tulis Ke meja nomor yang dipilih di bawah huruf yang sesuai.
|
besaran fisika |
perubahan mereka |
||
|
radius orbit |
akan meningkat |
||
|
periode sirkulasi |
mengurangi |
||
|
energi kinetik |
Tidak akan berubah |
(Menjawab 223)
3. (B4). Panjang konduktor lurus aku\u003d 0,1 m, yang melaluinya arus mengalir, berada dalam medan magnet yang seragam dengan induksi B \u003d 0,4 T dan terletak pada sudut 90 ° terhadap vektor. Berapa kuat arus jika gaya yang bekerja pada penghantar dari medan magnet adalah 0,2 N?
Opsi 13
C1. Suatu rangkaian listrik terdiri dari sel galvanik , bola lampu dan induktor L yang dihubungkan seri. Jelaskan fenomena yang terjadi ketika anak kunci dibuka.
1. Fenomena induksi elektromagnetik |
|
tion diamati dalam semua kasus perubahan |
|
fluks magnet melalui loop. |
|
Secara khusus, EMF induksi dapat menghasilkan |
|
perubahan di sirkuit itu sendiri saat berubah |
|
arus di dalamnya, yang mengarah ke |
|
munculnya arus tambahan. Ini |
Beras. 13.1.1. Fenomena induksi diri |
Fenomena ini disebut induksi diri |
|
tions, dan arus tambahan yang timbul |
|
disebut arus ekstra atau arus |
|
induksi diri. |
|
2. Selidiki fenomena induksi diri |
|
tions dapat dipasang di instalasi, pada prinsipnya |
|
yang skemanya ditunjukkan pada gambar. |
|
13.12. Coil L dengan sejumlah besar vit- |
|
kov, melalui rheostat r dan beralih k |
|
terhubung ke sumber EMF . Sebelum- |
|
Selain itu, seorang gal- |
|
vanometer G. Jika trans- |
|
saklar di titik A, arus akan bercabang, |
|
apalagi, arus bernilai i akan mengalir |
|
melalui kumparan, dan arus i1 melalui galvanik |
Beras. 13.1.2. induksi diri |
meter. Jika sakelar kemudian dibuka, maka ketika fluks magnet menghilang dalam kumparan, arus tambahan pembukaan I akan terjadi.
= Li ,
si = |
(Li) = L |
||||||||
dL dt = dL di dtdi .
si = L + dL di .
si = L dt di .
10. Ketika daya diterapkan ke sirkuit yang ditunjukkan pada Gambar 13.1.3 di sirkuit, arus akan meningkat dari nol ke nominal selama periode waktu tertentu karena fenomena induksi sendiri. Arus ekstra yang muncul, sesuai dengan aturan Lenz, selalu diarahkan secara berlawanan, yaitu. mereka mengganggu penyebab yang menyebabkannya. Mereka mencegah peningkatan
beberapa waktu.
+ si = iR ,
L dt di +iR = .
Ldi = (ε iR) dt, |
||||||||
(ε iR ) |
||||||||
dan integrasikan dengan asumsi L menjadi konstanta: |
||||||||
L |
= dt , |
|||||||
iR |
||||||||
log(ε iR) |
T + konstanta. |
|||||||
i(t) = R kontra te RL t .
konstanta = Rε .
saya (t) = |
|||||
eR . |
|||||
16. Dari persamaan, khususnya, dapat disimpulkan bahwa ketika kunci dibuka (Gbr. 13.1.1), arus akan berkurang secara eksponensial. Pada saat-saat pertama setelah membuka rangkaian, EMF induksi dan EMF induksi sendiri akan bertambah dan memberikan lonjakan arus jangka pendek, yaitu. bola lampu akan meningkatkan kecerahannya secara singkat (Gbr. 13.1.4).
Beras. 13.1.4. Ketergantungan kekuatan arus dalam rangkaian dengan induktansi tepat waktu
C2. Seorang pemain ski bermassa m = 60 kg mulai dari keadaan diam dari sebuah batu loncatan dengan ketinggian H = 40 m, pada saat pisah kecepatannya mendatar. Dalam proses bergerak sepanjang springboard, gaya gesekan melakukan usaha AT = 5,25 kJ. Tentukan jarak terbang pemain ski dalam arah horizontal jika titik pendaratan adalah h = 45 m di bawah tingkat pemisahan dari batu loncatan. Hambatan udara diabaikan.
Beras. 13.2 Pemain ski dalam lompat ski
1. Hukum kekekalan energi ketika pemain ski bergerak di atas batu loncatan:
mgH = |
PADA ; |
v 0 = |
2 gH |
||||||||||||||||
v 0 = |
|||||||||||||||||||
2. Kinematika tingkat penerbangan: |
|||||||||||||||||||
gτ 2 |
S = v0 = 75m; |
||||||||||||||||||
C3. Dalam qi tertutup vertikal |
|||||||||||||||||||
lindre di bawah massa piston m = 10 kg dan |
|||||||||||||||||||
luas s \u003d 20 cm2 adalah ideal |
|||||||||||||||||||
gas monoatomik. Mulanya |
|||||||||||||||||||
piston berada pada ketinggian h = 20 cm |
|||||||||||||||||||
dari bagian bawah silinder, dan setelah pemanasan |
|||||||||||||||||||
piston telah naik ke ketinggian H = 25 cm. |
|||||||||||||||||||
Berapa banyak panas yang diberikan ke gas? |
|||||||||||||||||||
selama pemanasan? Tekanan eksternal |
|||||||||||||||||||
p0 = 105 Pa. |
|||||||||||||||||||
1. Tekanan gas selama pemanasan - |
|||||||||||||||||||
Beras. 13.3. Gas ideal di bawah piston |
|||||||||||||||||||
mg + pS = pS; |
|||||||||||||||||||
p1 = p2 = 1,5 105 Pa; |
|||||||||||||||||||
P0 S = p2 S; |
|||||||||||||||||||
2. Kerja yang dilakukan saat dipanaskan: |
|||||||||||||||||||
A = p1 V = p1 S(H h) = 15 J; |
|||||||||||||||||||
3. Dari persamaan keadaan gas ideal: |
|||||||||||||||||||
= RT; |
T = pV1 ; |
||||||||||||||||||
pV2 = vRT2 ; |
T = pV2 ; |
||||||||||||||||||
4. Perubahan energi dalam gas: |
|||||||||||||||||||
R T = 3 p(V V ) |
22,5 J; |
||||||||||||||||||
5. Jumlah panas yang dilaporkan ke gas:
Q = A + U = 37,5 J;
C4. Rangkaian listrik terdiri dari sumber dengan = 21 V dengan resistansi internal r = 1 ohm dan dua resistor: R1 = 50 ohm dan R2 = 30 ohm. Hambatan intrinsik voltmeter Rv = 320 ohm, hambatan ammeter RA = 5 ohm. Tentukan pembacaan instrumen.
Resistansi seluruh rangkaian: |
|||||||||||||
RΣ = |
(R 1 + R 2 ) R 3 |
R4; |
|||||||||||
R1 + R2 + R3 |
|||||||||||||
RΣ = |
5 = 69 ohm |
||||||||||||
Kuat arus yang mengalir melalui am- |
|||||||||||||
21 = 0,3 A; |
|||||||||||||
saya A = |
|||||||||||||
RΣ + r |
|||||||||||||
Pembacaan voltmeter: |
Beras. 13.4. Diagram pengkabelan |
||||||||||||
(R 1 + R 2 ) R 3 |
|||||||||||||
0,3 64 = 19,2 B; |
|||||||||||||
A R 1 + R 2 + R 3 |
|||||||||||||
C5. Sebuah partikel bermassa m = 10 7 kg, membawa muatan q = 10 5 C, bergerak beraturan sepanjang lingkaran dengan jari-jari R = 2 cm dalam medan magnet dengan induksi B = 2 T. Pusat lingkaran terletak pada lensa optik utama pada jarak d = 15 cm darinya. Jarak fokus lensa adalah F = 10 cm.Berapa cepat bayangan partikel di dalam lensa?
Kecepatan dan kecepatan sudut partikel |
|||||||||||||||||||||
QvB; v= |
10− 5 2 2 10− 2 |
≈ 4 |
|||||||||||||||||||
10− 7 |
10− 2 |
||||||||||||||||||||
Pembesaran lensa: |
|||||||||||||||||||||
satu ; f = |
30cm; = 2; |
||||||||||||||||||||
d F |
|||||||||||||||||||||
3. Untuk gambar, kecepatan sudut akan tetap tidak berubah, dan jari-jari lingkaran akan berlipat ganda, oleh karena itu:
vx = 2R = 8 m s;
C6. Pada pelat dengan koefisien refleksi dari cahaya datang, N foton identik jatuh tegak lurus setiap detik, dan gaya tekanan cahaya F berlaku. Berapa panjang gelombang cahaya datang?
p = St f (1+ ); pS = N hc (1+ ); pS = F; F = N hc (1+ ); 2. Panjang cahaya insiden:
= Nhc (1 + ); F
Beras. 14.1.1. Fenomena induksi diri
Beras. 14.1.2. induksi diri
Opsi 14
C1. Rangkaian listrik terdiri dari sel galvanik seri , bola lampu dan induktor L. Jelaskan fenomena yang terjadi ketika kunci ditutup.
1. Fenomena induksi elektromagnetik diamati dalam semua kasus perubahan fluks magnet melalui rangkaian. Secara khusus, EMF induksi dapat dihasilkan di sirkuit itu sendiri ketika nilai arus berubah di dalamnya, yang mengarah pada munculnya arus tambahan. Fenomena ini disebut induksi diri, dan arus yang muncul tambahan disebut
didorong oleh arus ekstra atau arus induksi sendiri.
2. Dimungkinkan untuk mempelajari fenomena induksi diri pada instalasi, diagram skematiknya ditunjukkan pada gambar. 14.1.2. Kumparan L dengan banyak lilitan, melalui rheostat r dan sakelar k dihubungkan ke sumber EMF . Selain itu, sebuah galvanometer G dihubungkan ke kumparan. Ketika sakelar dihubung singkat di titik A, arus akan bercabang, dan arus i akan mengalir melalui kumparan, dan arus i1 melalui galvanometer. Jika sakelar kemudian dibuka, maka ketika medan magnet menghilang dalam kumparan,
arus, arus tambahan pembukaan I akan terjadi.
3. Menurut hukum Lenz, arus ekstra akan mencegah penurunan fluks magnet, yaitu. akan diarahkan ke arah arus yang berkurang, tetapi arus tambahan akan melewati galvanometer dengan arah yang berlawanan dengan yang asli, yang akan menyebabkan lemparan jarum galvanometer ke arah yang berlawanan. Jika kumparan dilengkapi dengan inti besi, maka besarnya arus tambahan meningkat. Alih-alih galvanometer, dalam hal ini, Anda dapat menyalakan bola lampu pijar, yang sebenarnya diatur dalam kondisi masalah; ketika arus induksi sendiri terjadi, bola lampu akan berkedip terang.
4. Diketahui bahwa fluks magnet yang dikopel pada kumparan sebanding dengan besar arus yang mengalir melaluinya
= Li ,
faktor proporsionalitas L disebut induktansi rangkaian. Dimensi induktansi ditentukan oleh persamaan:
L \u003d d i , [ L] \u003d Wb A \u003d Hn (henry) .
5. Kami memperoleh persamaan untuk EMF induksi diri si untuk koil:
si = |
(Li) = L |
||||||||
6. Dalam kasus umum, induktansi, bersama dengan geometri kumparan di media, dapat bergantung pada kekuatan arus, yaitu. L \u003d f (i) , ini dapat diperhitungkan saat membedakan
dL dt = dL di dtdi .
7. EMF induksi diri, dengan mempertimbangkan hubungan terakhir, akan diwakili oleh persamaan berikut:
si = L + dL di .
8. Jika induktansi tidak bergantung pada besar arus, persamaan disederhanakan:
si = L dt di .
9. Dengan demikian, EMF induksi diri sebanding dengan laju perubahan besar arus.
10. Ketika daya diterapkan ke sirkuit,
ditunjukkan pada Gambar 14.1.3 di sirkuit, arus akan meningkat dari nol ke nominal selama periode waktu tertentu karena fenomena induksi diri. Arus ekstra yang muncul, sesuai dengan aturan Lenz, selalu diarahkan secara berlawanan, yaitu. mereka mengganggu penyebab yang menyebabkannya. Mereka mencegah peningkatan arus di sirkuit. Di suatu tempat
kasus, ketika kunci ditutup, lampu Beras. 13.1.3. Membuat dan memutus arus tidak akan langsung menyala, tetapi pijarannya akan meningkat seiring waktu.
11. Saat sakelar dihubungkan ke posisi 1, arus tambahan akan mencegah kenaikan arus pada rangkaian, dan pada posisi 2, sebaliknya, arus tambahan akan memperlambat penurunan arus utama. Untuk mempermudah analisis, kami berasumsi bahwa resistansi R yang termasuk dalam rangkaian mencirikan resistansi rangkaian, resistansi internal sumber dan resistansi aktif kumparan L. Hukum Ohm dalam hal ini akan berbentuk:
+ si = iR ,
di mana adalah EMF sumber, si adalah EMF induksi diri, i adalah nilai arus sesaat, yang merupakan fungsi waktu. Mari kita substitusikan persamaan EMF induksi diri ke dalam hukum Ohm:
L dt di +iR = .
12. Kami membagi variabel dalam persamaan diferensial:
Ldi = (ε iR) dt, |
||||
(ε iR ) |
||||
dan integrasikan dengan asumsi L konstan: L ε di iR = dt ,
R L ln(ε iR) = t + konstanta .
13. Dapat dilihat bahwa solusi umum persamaan diferensial dapat direpresentasikan sebagai:
i(t) = R kontra te RL t .
14. Mari kita tentukan konstanta integrasi dari kondisi awal. Pada t =0
di saat catu daya, arus dalam rangkaian sama dengan nol i(t) = 0. Mengganti nilai nol arus, kita memperoleh:
konstanta = Rε .
15. Solusi persamaan i(t) akan berbentuk akhir:
saya (t) = |
|||||
eR . |
|||||
16. Dari persamaan, khususnya, dapat disimpulkan bahwa ketika kunci ditutup (Gbr. 13.1.1), kekuatan arus akan meningkat secara eksponensial.
C2. Setelah tumbukan di titik A, kotak meluncur ke atas bidang miring dengan kecepatan awal v0 = 5 m/s. Di titik B, kotak terangkat dari bidang miring. Pada jarak berapa S dari bidang miring kotak akan jatuh? Koefisien gesekan kotak pada bidang = 0,2. Panjang bidang miring AB \u003d L \u003d 0,5 m, sudut kemiringan bidang \u003d 300. Abaikan hambatan udara.
1. Saat bergerak dari posisi awal, kotak yang awalnya dilaporkan
Beras. 14.2. kotak penerbangan energi kinetik diubah menjadi usaha melawan gaya
gesekan, energi kinetik di titik B dan peningkatan energi potensial kotak:
mv 0 2 |
Mv B 2 |
+ mgLcosα + mgLcosα ; v0 2 = vB 2 + 2gLcosε (μ + 1) ; |
||
v B = |
v0 2 2gLcosα (μ + 1) = 25 2 10 0.5 0.87 1.2 4 |
|||
2. Dari titik B, kotak akan bergerak sepanjang lintasan parabola:
x(t) = vB cosα t; |
y(t) = h + vB sin t |
||||||||
y(τ ) = 0; h = Lcosα ; |
|||||||||
gτ 2 |
vB sin Lcosα = 0; 5τ |
2τ 0,435 = 0; |
0,4τ 0,087 |
||||||
= 0,2 + |
0,04 + 0,087 0,57c; |
||||||||
3. Jarak dari bidang miring ke titik jatuh: x(τ) = vB cosατ 4 0,87 0,57 1,98m;
C3. Gas ideal monoatomik dalam jumlah = 2 mol didinginkan terlebih dahulu dengan menurunkan tekanan sebanyak 2 kali, kemudian dipanaskan hingga suhu awal T1 = 360 K. Berapa kalor yang diterima gas pada bagian 2 3?
1. Suhu gas dalam keadaan 2: |
|||||||||||||
= RT; |
|||||||||||||
T2= |
|||||||||||||
p 1 V = RT ; |
2=180K; |
||||||||||||
2. Perubahan energi dalam gas |
|||||||||||||
di bagian 2 → 3: |
|||||||||||||
→3 |
R(T T); |
||||||||||||
Gambar.14.3. Mengubah keadaan gas |
|||||||||||||
U2 → 3 = 1,5 |
2 8.31 180 4487 J; |
||||||||||||
3. Titik 2 dan 3 terletak pada isobar yang sama, oleh karena itu: |
|||||||||||||
pV = vRT ; |
vRT2 |
||||||||||||
= RT 3 ; |
|||||||||||||
pV3 = vRT3 ; |
|||||||||||||
4. Operasi gas di bagian 2 → 3:
A2 → 3 = p(V3 V2 ) = R(T3 T2 ) 2992 J; 5. Panas yang diterima oleh gas:
Q = U2 → 3 + A2 → 3 7478J;
C4. Rangkaian listrik terdiri dari sumber EMF dengan = 21 V dengan resistansi internal r = 1 Ohm, resistor R1 = 50 Ohm, R2 = 30 Ohm, voltmeter dengan resistansi sendiri RV = 320 Ohm dan ammeter dengan resistansi RA = 5 Ohm. Tentukan pembacaan instrumen.
1. Resistansi beban:
RV,A = RV + RA = 325 Ohm; R1,2 = R1 + R2 = 80 ohm; V 20,4 B;
C5. Sebuah partikel dengan massa m = 10 7 kg dan muatan q = 10 5 C bergerak dengan kecepatan konstan v = 6 m/s sepanjang lingkaran dalam medan magnet dengan induksi B = 1,5 T. Pusat lingkaran berada pada sumbu optik utama lensa konvergen, dan bidang lingkaran tegak lurus terhadap sumbu optik utama dan berada pada jarak d = 15 cm darinya. Panjang fokus lensa adalah F = 10 cm. Pada lingkaran dengan radius berapa bayangan partikel bergerak di lensa?
1. Jari-jari gerak partikel:
QvB; R = |
|||||||||||||
2. Perbesaran lensa: |
|||||||||||||
; f = |
30cm; = 2; |
||||||||||||
d F |
|||||||||||||
3. Radius Gambar: |
|||||||||||||
R* = 2R = |
2mv= |
2 10− 7 6 |
0,08m; |
||||||||||
10− 5 1,5 |
|||||||||||||
C6. Pada pelat dengan luas S = 4 cm2, yang memantulkan 70% dan menyerap 30% cahaya datang, cahaya dengan panjang gelombang = 600 nm datang secara tegak lurus. Daya fluks bercahaya N = 120 W. Berapa banyak tekanan yang diberikan cahaya pada pelat?
1. Tekanan ringan pada pelat: |
120 (1+ 0,7) |
||||||||||
(1 + p) = |
+ ρ) = |
≈ 1,7 10 |
−3 |
||||||||
−4 |
|||||||||||
Contoh . Sebuah partikel bermassa m, membawa muatan q, terbang ke dalam medan magnet seragam yang tegak lurus terhadap garis-garis vektor PADA(Gbr. 10). Tentukan jari-jari lingkaran, periode dan frekuensi lingkaran partikel bermuatan.
Keputusan . Komponen magnet dari gaya Lorentz membelokkan lintasan partikel, tetapi tidak mengeluarkannya dari bidang yang tegak lurus terhadap medan. Nilai mutlak kecepatan tidak berubah, gaya tetap konstan, sehingga partikel bergerak melingkar. Menyamakan komponen magnet dari gaya Lorentz dengan gaya sentrifugal
kita peroleh untuk jari-jari partikel persamaan
Periode orbit partikel
.
(3.3.3)
Frekuensi melingkar adalah revolusi partikel, yaitu jumlah putaran dalam 2π detik,
(3.3.3 ).
Menjawab : R = mv/(qB); = qB/m; untuk jenis partikel tertentu, periode dan frekuensi hanya bergantung pada induksi medan magnet.
|
|
|
||||
Perhatikan gerak partikel yang bergerak membentuk sudut< 90° к направлению линий вектора PADA(Gbr. 11). Mari kita tentukan nada heliks h. Kecepatan v memiliki dua komponen, salah satunya v = v cosβ, sejajar PADA, yang lain v ^ = v sin tegak lurus terhadap garis induksi magnet PADA.
Ketika sebuah partikel bergerak sepanjang garis PADA komponen magnet dari gaya adalah nol, sehingga partikel bergerak secara seragam di sepanjang medan dengan kecepatan
vçç = v cosβ.
lapangan heliks
h = v T = v T cosβ.
Mengganti ekspresi untuk T dari rumus (1.3.3), kami memperoleh:
(3.3.4)
|
|
|
||||
Per elemen konduktor dengan Id saat ini aku Gaya ampere bekerja dalam medan magnet.
atau dalam bentuk skalar
dF = I dl B sinα, (3.3.5)
di mana adalah sudut antara elemen konduktor dan induksi magnetik.
Untuk konduktor dengan panjang terbatas, perlu untuk mengambil integral:
F= saya . (3.3.6)
Arah gaya Ampere, serta gaya Lorentz (lihat di atas), ditentukan oleh aturan tangan kiri. Tetapi dengan mempertimbangkan fakta bahwa empat jari di sini diarahkan sepanjang arus.
Contoh . Sebuah konduktor dalam bentuk setengah cincin dengan jari-jari R = 5 cm (Gbr. 12) ditempatkan dalam medan magnet yang seragam, yang garis-garis gayanya menjauhi kita (digambarkan dengan salib). Temukan gaya yang bekerja pada konduktor jika kekuatan arus yang mengalir melalui konduktor adalah I \u003d 2 A, dan induksi medan magnet B \u003d 1 T.
Keputusan . Mari kita gunakan rumus (3.3.6), dengan mempertimbangkan bahwa di bawah integral ada produk vektor, dan karenanya, akhirnya, besaran vektor. Lebih mudah untuk menemukan jumlah vektor dengan memproyeksikan vektor - istilah pada sumbu koordinat dan menambahkan proyeksinya. Oleh karena itu, menyelesaikan masalah dalam bentuk skalar, integral dapat direpresentasikan sebagai jumlah integral:
F = dF i , F = dF x + dF y.
Menurut aturan tangan kiri, kita menemukan vektor gaya d F bekerja pada setiap elemen konduktor (Gbr. 12).
|
|
Integral pertama di ruas kanan sama dengan nol, karena jumlah proyeksi d F sama dengan nol, sebagai berikut dari gambar: karena simetri gambar, setiap proyeksi positif sesuai dengan negatif dengan besaran yang sama. Maka gaya yang diinginkan hanya sama dengan integral kedua
F = dF y = dF cosβ,
di mana adalah sudut antara vektor d F dan sumbu , dan elemen panjang konduktor dapat direpresentasikan sebagai dl = R cos . Karena sudut diukur dari sumbu ke kiri dan ke kanan, batas integrasi akan menjadi nilai - 90 0 dan 90 0 . Substitusi dl ke dF dan selesaikan integral kedua, kita dapatkan
F = 
Perhitungan numerik memberikan: F = 2 2 A 10 -6 T 0,05 m = 2 10 -7 N.
Menjawab: F = 2 10 -7 N.
Hukum Ampere memberikan ekspresi untuk gaya yang dengannya dua panjang tak terhingga sejajar satu sama lain konduktor dengan arus , terletak pada jarak b satu sama lain:
(3.3.7)
Dapat ditunjukkan bahwa konduktor dengan arus yang mengalir dalam satu arah ditarik dan ditolak dalam kasus arus antiparalel.
pada bingkai ( sirkuit) gaya bekerja dengan arus dalam medan magnet. Yang berusaha untuk mengubahnya begitu. Untuk membuat momen magnet R m bingkai bertepatan dengan arah induksi magnetik. Pada saat yang sama, torsi M, yang bekerja pada area rangkaian S dengan arus I, sama dengan
M = I S B sinα, (3.3.8)
di mana adalah sudut antara induksi magnetik dan normal ke bingkai. Dalam bentuk vektor
M = [ P m , B].
Posisi sudut = 0 0 . ditelepon keseimbangan stabil, dan posisi dengan = 180 0 - keseimbangan tidak stabil.
Kerja dasar medan magnet ketika bingkai diputar dengan sudut
