Тема 2. Магнитное поле постоянного тока

Задание № 1. Решить задачи:

1. Соленоид длиной 10 см, содержащий 200 витков, включён последовательно в цепь с витком неизвестного диаметра. Каким должен быть этот диаметр, чтобы индукция поля в центре витка была в 100 раз меньше индукции поля внутри соленоида?

2. Два длинных параллельных проводника с токами I₁ = 10 А и I₂ = 2 А. расположены на расстоянии 12 см друг от друга. Найти положение точки, в которой индукция поля равна нулю, в случае, когда токи сонаправлены.

3. Два длинных параллельных проводника с токами I₁ = 10 А и _I2 = 2 А. расположены на расстоянии 12 см друг от друга. Найти положение точки, в которой индукция поля равна нулю, в случае, когда токи имеют противоположное направление.

4. Используя известные правила электромагнитных взаимодействий, доказать, что параллельные проводники с сонаправленными токами притягиваются; и отталкиваются, если токи имеют противоположные направления.

5. Частица зарядом q и массой m влетает со скоростью υ₀ в однородное поле индукции B. Описать характеристики траекторий частицы в зависимости от угла α между векторами υ и B.

6. Частица, влетевшая в магнитное поле индукции 1 мТл, вращается в одной плоскости с частотой 1,5·10⁴ об/с. Каково отношение заряда частицы к её массе?

7. На расстоянии 20 см от тонкого длинного проводника индукция магнитного поля, создаваемого током в этом проводнике, имеет значение 100 мТл. Определите заряд, который проходит за время 1 минута через поперечное сечение тонкого длинного проводника.

8. Рамка площадью 20 см² с током 2 А расположена в однородном магнитном поле индукции 0,6 Тл перпендикулярно линиям поля. Определите значение вращающего момента, действующего на рамку.

9. На пружинном динамометре подвешено тело. Если по пружине пропустить ток, что произойдёт с её длиной?

10. Энергия магнитного поля соленоида, содержащего 600 витков, составляет 0,3 Дж. Определите ситу тока в соленоиде, если поток индукции в нём 100 мВб.

Задание № 2.

Решить любые 5 задач изА.Г. Чертов, А.А. Воробьев. Задачник по физике Глава 5. Электромагнетизм.

Тема 3. Геометрическая оптика

Задание № 1. Решить задачи:

1. Утка взлетает с поверхности воды со скоростью 2 м/с, направленной под углом 30º к поверхности воды. Через какое время расстояние между уткой и её зеркальным изображением в воде составит 40 м?

2. Определите оптическую силу рассеивающей линзы, если известно, что предмет расположен перед ней на расстоянии 50 см, а мнимое изображение находится на расстоянии 20 см от нее. 

3. Точка находится на расстоянии 20 см от собирающей линзы с фокусным расстоянием 5 см. На каком расстоянии от линзы будет находиться изображение точки?

4. Определите увеличение лупы, если ее фокусное расстояние 2 см. Расстояние наилучшего зрения для здорового глаза 25 см.

5. Определите расстояние, с которого был сделан фотоснимок поезда, если высота вагона на снимке 9 мм, а действительная высота вагона 3м. Фокусное расстояние объектива фотоаппарата 15 см.

6. После чтения книги, находящейся на расстоянии 25 см от глаз, человек переводит взгляд на небо. Как изменится при этом оптическая сила глаз?

7. Плосковыпуклая линза с радиусом кривизны 1 м, изготовлена из стекла с абсолютным показателем 1,6. Какими будут её оптическая сила и фокусное расстояние в воздухе (n = 1) и в воде (n =1,33)?

8. Предмет расположен в 12,5 см от тонкой линзы. При какой оптической силе линзы изображение предмета будет в 4 раза больше предмета?

9. Предмет и его мнимое изображение, создаваемое тонкой линзой, расположены симметрично относительно главного фокуса на расстоянии 4 см от него. Каково фокусное расстояние линзы?

10. Луч света падает на поверхность воды под углом 400. Под каким углом должен упасть луч на поверхность стекла, чтобы угол преломления оказался таким же, как и в первом случае? Показатель преломления воды 1,33, стекла – 1,5.

Задание № 2.

Решить любые 5 задач изА.Г. Чертов, А.А. Воробьев. Задачник по физике Глава 6. Оптика. § 28. Геометрическая оптика.

 

Тема 4. Физика атома. Основы квантовой механики.

 

Задание № 1. Решить задачи:

1. В чём отличие внешнего фотоэффекта от внутреннего.

2. Какой должна быть длина волны света, падающего на металл, чтобы максимальная скорость фотоэлектронов была равна 1·106 м/с? Работа выхода электронов из металла 2,2 эВ. Всяким ли светом можно вызвать фотоэффект у данного металла?

3. Какое запирающее напряжение нужно приложить к фотоэлементу, освещённому излучением с частотой 8·1014 Гц, если красная граница фотоэффекта материала катода 600 нм?

4. Определите массу фотона красного света 6,3·10-5 см.

5. Найти волну волны де Бройля для электрона, обладающего кинетической энергией 100 эВ.

6. Средняя кинетическая энергия электрона в невозбуждённом атоме водорода равна 13,6 эВ. Исходя из соотношений неопределённостей, найти наименьшую неточность, с которой можно вычислить координату электрона в атоме.

7.  Частица находится в основном состоянии (n = 0) в одномерной потенциальной яме шириной ℓ с абсолютно непроницаемыми стенками (0 < x < ℓ). Найти вероятность пребывания частицы в областях: 0 < x < ℓ/3 и ℓ/3 < x < 2ℓ/3.

8. Определить, во сколько раз необходимо уменьшить термодинамическую температуру черного тела, чтобы его энергетическая светимость ослабилась в 16 раз.

9. Определить, как и во сколько раз изменится мощность излучения черного тела, если длина волны, соответствующая максимуму его спектральной плотности энергетической светимости сместилась с λ1 = 720 нм до λ1 = 40 нм.

10. Абсолютно черное тело имеет температуру T1 = 2900 К. В результате остывания тела длина волны, на которую приходится максимум спектральной плотности энергетической светимости, изменилась на ∆λ = 9 мкм. До какой температуры Т2 охладилось тело?

Задание № 2.

Решить любые 5 задач изА.Г. Чертов, А.А. Воробьев. Задачник по физике Глава 7 Квантово-оптические явления Физика атома