Новый репетитор по физике для подготовки к ЕГЭ. Электромагнетизм. Колебания и волны. Оптика. Элементы теории относительности. Физика атома и атомного ядра. Касаткина И.Л.

В данном пособии абитуриент найдет все, что необходимо при подготовке к этому экзамену: необходимую теорию в сжатом виде, ценные указания к решению задач, большое количество уже решенных задач разной трудности, подобных задачам Открытого банка заданий, и множество задач с ответами для проверки умений их решать. Кроме того, «Репетитор» очень полезен старшеклассникам 9-10 классов в самом процессе учебы, а также при подготовке к Всероссийским проверочным работам (ВПР). Большая ценность этого пособия и в том, что здесь имеется краткая теория и показаны способы решения задач и вузовского уровня, что окажет неоценимую помощь студентам младших курсов технических вузов и колледжей.

Новый репетитор по физике для подготовки к ЕГЭ.

Новый репетитор по физике для подготовки к ЕГЭ.

Задачи для самостоятельного решения
Задача 1. Расстояние между соседними гребнем и впадиной S = 1,5 м. Сколько полных колебаний N сделает поплавок за время f = 30 с, упав на спокойную воду пруда, если скорость волны v = 2 м/с?
Задача 2. На спокойную поверхность озера с лодки бросили якорь. По водной поверхности от места бросания пошли волны. Наблюдатель на берегу заметил, что волна дошла до него через время г, = 40 с с момента бросания, а за время t2 = 8 с было насчитано iVj = 15 всплесков о берег. Человек в лодке на расстоянии S = 2 м насчитал Ыг = 4 гребня. Чему равно расстояние S0 от лодки до берега? С какой скоростью v двигалась волна?
Задача 3. Когда наблюдатель воспринял по звуку, что самолет находится у него над головой, он увидел его под углом а = 45″ к горизонту. На какой высоте Н над землей летел самолет? Скорость звука v3. = 340 м/с. Расстояние S от наблюдателя до самолета в тот момент, когда он его заметил, равнялось 1 км. Сколько времени t шел звук до наблюдателя?
Задача 13. Человеческое ухо может воспринимать звуки частотой от v1% = 20 Гц до v2 = 20 000 Гц. Между какими длинами волн Х-! и Х2 лежит интервал слышимости звуковых колебаний? С какими амплитудами колеблются частицы воздуха при распространении в нем звуковой волны? Скорость звука в воздухе v3„ = = 340 м/с. Максимальная скорость частиц воздуха иШ1 = 0,8 м/с.
Задача 18. Найти координаты узлов и пучностей в стоячей волне для двух случаев: а) волна отражается от более плотной среды; б) волна отражается от менее плотной среды. Длина бегущей волны X = 12 см.
Указание: при отражении от более плотной среды в месте отражения наблюдается узел, а при отражении от менее плотной -пучность.
Ответ: а) координаты узлов х = 0,6; 12; 18; … см, координаты пучностей х = 3; 9; 15; … см; б) наоборот.
Задача 19. Смещёние от положения равновесия точки, отстоящей на г = 4 см от источника колебаний, в момент времени t = —
равно половине амплитуды. Найти длину бегущей волны. Начальная фаза равна нулю.
Ответ: X = 12 г = 48 см.
Если, например, известны максимальное напряжение на конденсаторе Um и мгновенное напряжение U на нем в некоторый момент времени, а нужно, найти мгновенную силу тока i в катушке в этот момент, то можно записать так:
Решение отдельных задач
Задача 1
Начальный заряд, сообщенный конденсатору идеального колебательного контура, увеличили в 3 раза. Во сколько раз изменились амплитуда силы тока, амплитуда напряжения, максимальная энергия электрического поля конденсатора и максимальная энергия магнитного поля катушки?
Задача 2
При увеличении амплитудного напряжения на конденсаторе идеального колебательного контура на AUm = 40 В амплитуда силы тока увеличилась в 3 раза. Найти амплитуду напряжения до увеличения и амплитуду напряжения после него.
Обозначим амплитуды силы тока в катушке до и после увеличения напряжения соответственно.
Задача 12
Колебательный контур состоит из катушки длиной I с диаметром витка D и с числом витков на единице длины п и конденсатора в виде двух параллельных дисков радиусом, расположенных на расстоянии d друг от друга. Диэлектрик между обкладками имеет диэлектрической проницаемостью е. Сердечник катушки имеет магнитную проницаемость р.. Найти число полных колебаний N в этом контуре за время t. Потерями энергии в контуре пренебречь.
Решение. Резонанс в приемном колебательном контуре наступает, когда собственная частота колебаний становится равной частоте вынужденных колебаний, возбуждаемых внешним передатчиком. При этом амплитуда электромагнитных колебаний в контуре становится максимальной. Частота вынужденных колебаний, равная собственной частоте колебательного контура, называется резонансной частотой.
Резонансная частота в колебательном контуре, содержащем только один конденсатор С19 определяется формулой
Задача 18. Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью С = 2 пФ и катушки индуктивностью L = 2 мГн. Максимальное напряжение на обкладках конденсатора Um = 10 В. Постройте графики колебаний заряда q = q(t), силы тока i = i(t) и напряжения и = u(t) за время t, равное одному периоду колебаний Т. Постройте графики колебаний энергий электрического поля — W3JI(f), магнитного поля WM = WM(t) и полной энергии W = = W(t) в этом контуре в течение одного периода колебаний.
14. ПЕРЕМЕННЫЙ ТОК
Советы: как начать решать задачи и какие законы применить Кратко повторим теорию
Если замкнутый проводящий контур (виток, рамку) пересекает переменный магнитный поток, то в этом контуре возникает переменный ток.
Принцип действия генератора переменного тока так же, как и трансформатора, основан на явлении электромагнитной индукции. Неподвижные проводники, в которых наводится ЭДС электромагнитной индукции, уложены в пазах (углублениях) статора, а электромагнит (ротор) вращается вокруг своей оси, благодаря чему проводник пересекает переменный магнитный поток, возбуждая в них ЭДС электромагнитной индукции и наводя индукционный ток. Если при этом ротор генератора имеет только одну пару полюсов, то для наведения в проводах переменного тока с промышленной частотой v, = 50 Гц он должен вращаться, делая 50 оборотов в секунду, т. е. с частотой v2 = 50 об/с. Это очень большая частота вращения, требующая больших затрат энергии.
Конденсатор емкостью С = 200 мкФ, резистор сопротивлением R = 100 Ом и катушка индуктивностью L = = 50 мГн соединены параллельно и подключены к источнику с действующим напряжением U = 220 В. Найти амплитуды сил токов ImC, ImR и ImL в параллельных ветвях и амплитуду силы тока в неразветвленной части цепи (рис. 14-6). Частота переменного тока стандартная. Найти полное сопротивление цепи
Изобразите механические системы пружинных маятников, аналогичные электрическим цепям, изображенным на рис. 14-9 а, б, в и г.

[свернуть]

Похожие страницы

Предложения интернет-магазинов