Физика вокруг нас

 

Задача 1


Сколько витков нихромовой проволоки диаметром d = 1 мм надо навить на фарфоровый цилиндр радиусом 2,5 см, чтобы получить печь сопротивлением R = 40 Ом?

Решение



где R - сопротивление печи, ? - удельное сопротивление нихромовой проволоки (?=1,1*106 Ом*м), S - площадь поперечного сечения проволоки, l - длина проволоки.

Площадь поперечного сечения можно найти по следующей формуле:



где d - диаметр проволоки.

Длину проволоки можно найти по следующей формуле:



где N - число витков нихромовой проволоки, r - радиус фарфорового цилиндра.

Учитывая представленные формулы получаем:



Исходя из вышеперечисленных формул выводим формулу для определения числа витков нихромовой проволоки:



Задача 2


На плитке мощностью Р = 500 Вт стоит чайник, в который налит 1 л воды при температуре t = 16 0С. Вода закипела через 20 минут после включения плитки. Какое количество теплоты Q потеряно при этом на нагревание самого чайника и плитки, на излучение нагретыми частями чайника и плитки и т.д.? Определить КПД ? чайника.

Решение


Q=Qз - Qп


где Qз - количество теплоты, ушедшее на нагревание воды в чайнике, нагревание самого чайника и плитки, на излучение нагретыми частями чайника и плитки и т.д., Qп - количество теплоты, пошедшее на нагревание воды в чайнике.



где Р - мощность плитки (Р=500 Вт), t - время, в течение которого работала плитка (t=20 мин=1200 с).



где

Qп - количество теплоты, пошедшее на нагревание воды в чайнике, с - удельная теплоемкость воды (с=4200 Дж/ (кг0С)), m - масса воды (учитывая плотность воды 1000 кг/м3 и объем 1 л, можно утверждать, что масса воды составляет 1 кг), ?t0 - разность температур воды в чайнике (учитывая, что вода в чайнике закипела, ее конечная температура составляет 1000С).


Q = 600000-352800=247200 Дж


Вычислим КПД плитки по следующей формуле:



Задача 3


Естественный свет проходит через два поляризатора, угол между главными плоскостями которых j = 600.

Во сколько раз изменится интенсивность света, прошедшего через эту систему, если угол между плоскостями поляризаторов уменьшить в два раза?

Решение. Для решения задачи воспользуемся законом Малюса:


,


где

I1, I2 - интенсивность света после прохода через два поляризатора, I0 - начальная интенсивность света, j - первоначальный угол между плоскостями поляризаторов, ? - конечный угол между плоскостями поляризаторов.



Задача 4


Катушка с активным сопротивлением R = 10 Ом и индуктивностью L включена в цепь переменного тока напряжением U = 127 В и частотой 50 Гц. Найти индуктивность L катушки, если известно, что катушка поглощает мощность Р = 400 Вт и сдвиг фаз между напряжением и током ? = 50°.

Решение

Для решения данной задачи необходимо воспользоваться формулой для определения полного сопротивления цепи переменного тока:



где z - полное сопротивление цепи переменного тока, R - активное сопротивление (R=10 Ом), L - индуктивность катушки, ? - частота переменного тока (?=50 Гц).

Исходя из этой формулы выведем формулу для вычисления индуктивности катушки:



Для определения полного сопротивления цепи воспользуемся формулой для мощности:



где U - напряжение в цепи, ? - сдвиг фаз между током и напряжением.

Исходя из выше представленной формулы, выведем формулу для вычисления полного сопротивления цепи:



Таким образом, конечная формула для вычисления индуктивности катушки примет следующий вид:



Задача 5


Какое число штрихов на единицу длины имеет дифракционная решетка, если зеленая линия ртути ? = 546,1 нм в спектре первого порядка наблюдается под углом ? = 1908'?

Решение

Уравнение максимума дифракционной решетки выглядит следующим образом: dsin?=k?

где d - период дифракционной решетки, к - порядковый номер спектра (к=1), ? - угол дифракции (?=1908').

Исходя из представленного уравнения выведем формулу для вычисления периода дифракционной решетки:


теплота индуктивность поляризатор свет


Число штрихов на единицу длины дифракционной решетки вычислим по следующей формуле:



Задача 6


Максимум излучения в спектре абсолютно черного тела приходится на длину волны в 2 мкм. На какую длину волны ?? он изменится, если температура тела увеличится на ?Т = 250 К?

Решение

Для решения данной задачи воспользуемся законом смещения Вина:



где Т - температура абсолютно черного тела, ?max - длина волны, на которую приходится максимум излучения. Исходя из этой формулы вычислим температуру абсолютно черного тела:



По условию задачи температура увеличилась на 250 К и составила:


Тк = 1449,95+250=1699,95 К


Вычислим длину волны, на которую приходится максимум излучения при данной температуре:



Следовательно:



Список литературы


1.Гершензон, В.Б. Методика решения задач по физике [Текст] / В.Б. Гершензон. - М.: Проспект, 2005. - 266 с.

2.Мясников, Н.А. Методика решения задач по физике [Текст] / Н.А. Мяскников. - М.: Владос, 2003. - 388 с.

.Перельман, А.Н. Физика вокруг нас [Текст] / А.Н. Перельман. - М.: Проспект, 2006. - 188 с.


Задача 1 Сколько витков нихромовой проволоки диаметром d = 1 мм надо навить на фарфоровый цилиндр радиусом 2,5 см, чтобы получить печь сопротивлением R =

Больше работ по теме:

Предмет: Физика

Тип работы: Контрольная работа

Новости образования

КОНТАКТНЫЙ EMAIL: MAIL@SKACHAT-REFERATY.RU

Скачать реферат © 2018 | Пользовательское соглашение

Скачать      Реферат

ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ