Контрольная работа по "Физике"

 

 

 

Задание 1

 

По кольцевому проводнику радиусом 10см течёт ток силой 4А. Параллельно его плоскости, на расстоянии 2см над центром проходит бесконечно длинный прямолинейный проводник с током 2А. Определить индукцию и напряжённость магнитного поля в центре кольца. Рассмотреть два случая, отличающихся направлениями токов. Решение пояснить чертежом.

 

Дано:

Решение:        Рис. 1.1 Случай I                               Рис. 1.2 Случай II   Принимается µ=1. Случай I – токи в проводниках направлены в одну сторону (рис.1.1), случай II – токи направлены в разные стороны (рис. 1.2). В обоих случаях векторы магнитной индукции проводников равны по модулю  и различны по направлению (рис.1.3 и 1.4). Магнитная индукция в центре кругового тока:   Магнитная индукция поля, создаваемого отрезком провода с током I в точке, удалённой на расстояние h: =   Результирующая магнитная  индукция:                      Рис.1.3 Случай I                                            Рис.1.4 Случай II   Напряженность магнитного поля:

 

Задание 2

 

Электрон, ускоренный разностью потенциалов 300В, движется параллельно прямолинейному длинному проводу на расстоянии 4мм от него. Какая сила подействует на электрон, если по проводу пустить ток 5А? Решение пояснить чертежом.

 

Дано:	Решение: Рис. 2.1   Ускоряя электрон, электростатическое поле придаёт ему кинетическую энергию, откуда скорость электрона:     Магнитная индукция:       Сила, действующая на электрон (сила Лоренца):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание 3

 

Найти наименьший угол падения монохроматического света (λ=0,5мкм) на мыльную плёнку (n=1,3) толщиной 0,1 мкм, находящуюся в воздухе, при котором плёнка в проходящем свете кажется тёмной.

 

Дано:

Решение:   Условие минимума при интерференции  света, отражённого от верхней и  нижней поверхностей тонкой плоскопараллельной плёнки, находящейся в воздухе ([3], стр.143):   где: d – толщина пленки; n – показатель преломления пленки; i – угол падения; r – угол преломления; m = 0, 1, 2, … - порядок минимума в интерференционной картине. В проходящем свете, когда потеря полуволны при отражении от границы раздела отсутствует:   при m = 0:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание 4

 

На фотоэлемент с катодом  из лития падает свет с длиной волны λ=200нм. Найти наименьшее значение задерживающей разности потенциалов U_min, которую нужно приложить к фотоэлементу, чтобы прекратить фототок.

 

Дано:   λ=200нм=2х10-7м

Решение:   Работа выхода электронов из металла ([4], табл.VI, стр.56): ;   Постоянная Планка ([3], стр.398): ;   Скорость света в вакууме ([3], стр.398): ;   Элементарный заряд ([3], стр.398):    Уравнение Эйнштейна для  внешнего фотоэффекта ([3], стр.167):     или где:   ν – частота падающего  фотона; h – постоянная Планка; А – работа выхода электрона  из металла;  – максимальная  кинетическая энергия фотоэлектрона; U0 – минимальное задерживающее напряжение; ν0 – красная граница фотоэффекта.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание 5

 

Вычислить период обращения электрона  по первой боровской орбите в атоме водорода.

 

Дано: n = 1 r1 = 5,28пм = 5,28х10-11м	Решение:   ,  ,  ,    где: ℏ - постоянная Планка ();   me – масса электрона (me = 9,11х10-31кг);    – скорость  электрона по орбите радиусом  .

 

 

 

Задание 6

 

Период полураспада изотопа  ₂₇Со⁶⁰ равен 5,3 года. Определить постоянную распада и среднюю продолжительность жизни атомов этого изотопа.

 

Дано:	Решение: Связь между периодом полураспада  и постоянной радиоактивного распада ([3], стр.203):       Связь между средним временем жизни τ радиоактивного ядра и  постоянной λ радиоактивного распада ([3], стр.203):

 

 

 

 

 

Литература

 

1. Методические указания по выполнению контрольной работы №2 по дисциплине «физика»

    для студентов специальностей  ААХзу, АДзу, ВВзу, ЗМУзу, ЗЧСзу, ДВСзу (ЭГКС), ЛДзу,

    ОГРзу, ООСзу, ПГСзу, СДМзу, ССзу, СЭМзу, ТВзу, ТДзу, ТМзу, ХТПЭзу, ЭСУзу

    Хабаровск, ТОГУ-ЦДОТ 2010г.

 

2. Савельев И.В. Курс общей  физики, т.2 «Электричество и магнетизм.  Волны. Оптика»

    М.: Наука, 1982г.

 

3. Трофимова Т.И. Справочник по  физике для студентов и абитуриентов

    М.: ООО «Издательство  Астрель»: ООО «Издательство АСТ», 2001г.

 

4. Физика. Часть 2(Магнетизм. Оптика. Элементы атомной и ядерной физики). Методические

    указания к изучению разделов курса для студентов-заочников ускоренной формы обучения

    инженерно-технических специальностей.

    Хабаровск, издательство ХГТУ, 2001г.

 

5. Элементарный учебник физики под редакцией Г.С. Ландсберга в 3-х т. Т2 «Электричество и

    магнетизм»

    М.: «Шрайк», «В.Роджер» 1995г.

 

6. Элементарный учебник физики под редакцией Г.С. Ландсберга в 3-х т. Т3 «колебания и

    волны. Оптика. Атомная  и ядерная физика»

    М.: «Шрайк», «В.Роджер» 1995г.