Задача по физике - 11261
Вообразим, что обмотка якоря шунтового двигателя сделана из сверхпроводника. Будет ли через якорь идти бесконечно большой ток? Зависит ли угловая скорость двигателя от момента нагрузки (от вращающего момента на валу двигателя)? Подводимое напряжение считать заданным.
Подробнее
Подробнее
Задача по физике - 11262
На рис. показан участок цепи переменного синусоидального тока. В каком случае напряжение $U$ не зависит от величины тока $I$?
Подробнее
Подробнее
Задача по физике - 11263
На рис. показана цепь переменного синусоидального тока. В каком случае ток $I$ не зависит от величины напряжения $U$?
Подробнее
Подробнее
Задача по физике - 11264
Две одинаковые металлические пластинки параллельны и им сообщены какие-то отрицательные заряды произвольной величины. Так как эти заряды будут отталкиваться друг от друга, то можно предположить, что они соберутся на внешних поверхностях пластинок. Верно ли это? Расстояние между пластинками мало по сравнению с линейными размерами каждой пластинки.
Подробнее
Подробнее
Задача по физике - 11330
Рассмотрим две электрические схемы, показанные на рисунке. Если ток не течет по проводнику А1В, то его не будет и в проводнике А2В, присоединенном к тем же точкам А и В, что и проводник А1В.
С другой стороны, если соединить два одинаковых гальванических элемента параллельно, то как во «внешнем», так и во «внутреннем» участках образовавшейся цепи, то есть ни в первом, ни во втором элементах, тока не будет. Таким образом, между точками С и D ток отсутствует, как и между точками А и В в первом случае. Рассуждая по аналогии, следует заключить, что ток должен отсутствовать и в проводнике C3D, присоединенном к полюсам батареи - точкам С и D.
Не противоречит ли это заключение нашему жизненному опыту?
Подробнее
С другой стороны, если соединить два одинаковых гальванических элемента параллельно, то как во «внешнем», так и во «внутреннем» участках образовавшейся цепи, то есть ни в первом, ни во втором элементах, тока не будет. Таким образом, между точками С и D ток отсутствует, как и между точками А и В в первом случае. Рассуждая по аналогии, следует заключить, что ток должен отсутствовать и в проводнике C3D, присоединенном к полюсам батареи - точкам С и D.
Не противоречит ли это заключение нашему жизненному опыту?
Подробнее
Задача по физике - 11331
Определяя сопротивление стоваттной электрической лампочки с помощью омметра, ученик получил значение 35 ом. Для проверки полученного результата он решил вычислить сопротивление по мощности и указанному на цоколе номинальному напряжению, оказавшемуся равным 220 в.
Воспользовавшись формулой $R = \frac{U^{2} }{N}$, ученик к собственному удивлению, получил величину 484 ом, то есть примерно в 14 раз больше, чем в первом случае.
Как объяснить столь значительную разницу результатов?
Подробнее
Воспользовавшись формулой $R = \frac{U^{2} }{N}$, ученик к собственному удивлению, получил величину 484 ом, то есть примерно в 14 раз больше, чем в первом случае.
Как объяснить столь значительную разницу результатов?
Подробнее
Задача по физике - 11332
Разность потенциалов между двумя какими-то точками электрической цепи можно определить с помощью вольтметра, подключенного к этим точкам. С другой стороны, эту величину можно определить, пользуясь законом Ома, для чего следует перемножить со противление участка цепи, заключенного между этими точками, и силу тока, протекающего по нему.
Рассмотрим цепь, состоящую из двух совершенно одинаковых гальванических элементов, соединенных так, как показано на рисунке. Обозначив элетродвижущую силу элементов через $E$, а их внутренние сопротивления через $R$, получим для силы тока в цепи:
$I = \frac{2E}{2R} = \frac{E}{R}$.
Казалось бы, что вольтметр, присоединенный к точкам А и Б, покажет разность потенциалов
$\phi_{A} - \phi_{Б} = IR = E$,
поскольку по цепи течет ток силой $\frac{E}{R}$, а сопротивление участка, параллельно которому включили вольтметр, равно $R$.
На самом же деле вольтметр покажет ноль. Создается парадоксальная и кажущаяся на первый взгляд невероятной ситуация: по участку течет ток, а разность потенциалов на его концах равна нулю.
Почему это возможно?
Подробнее
Рассмотрим цепь, состоящую из двух совершенно одинаковых гальванических элементов, соединенных так, как показано на рисунке. Обозначив элетродвижущую силу элементов через $E$, а их внутренние сопротивления через $R$, получим для силы тока в цепи:
$I = \frac{2E}{2R} = \frac{E}{R}$.
Казалось бы, что вольтметр, присоединенный к точкам А и Б, покажет разность потенциалов
$\phi_{A} - \phi_{Б} = IR = E$,
поскольку по цепи течет ток силой $\frac{E}{R}$, а сопротивление участка, параллельно которому включили вольтметр, равно $R$.
На самом же деле вольтметр покажет ноль. Создается парадоксальная и кажущаяся на первый взгляд невероятной ситуация: по участку течет ток, а разность потенциалов на его концах равна нулю.
Почему это возможно?
Подробнее
Задача по физике - 11333
Среди электромонтеров широко распространено выражение: «Горячая пайка всегда холодная, а холодная пайка всегда горячая».
Как следует понимать эту профессиональную поговорку?
Подробнее
Как следует понимать эту профессиональную поговорку?
Подробнее
Задача по физике - 11334
Рассмотрим изображенную на рисунке схему. Обозначив сопротивление потребителя тока через $R$, а сопротивление источника тока через $r$, получим после очевидных преобразований следующее выражение для коэффициента использования электроэнергии:
$k = \frac{N_{использ} }{N_{полн} } = \frac{I^{2}R }{I^{2}(R + r) } = \frac{R}{R + r}$.
Эту формулу можно представить в виде:
$k = \frac{1}{1 + \frac{r}{R} }$.
Из последнего выражения видно, что, чем больше $R$ превышает $r$, тем коэффициент использования электроэнергии, иначе говоря коэффициент полезного действия всей установки, выше.
Почему же в таком случае потребитель и источник тока подбираются так, чтобы их сопротивления были по возможности равными, хотя при этом достигается к.п.д. только 50 % ?
Подробнее
$k = \frac{N_{использ} }{N_{полн} } = \frac{I^{2}R }{I^{2}(R + r) } = \frac{R}{R + r}$.
Эту формулу можно представить в виде:
$k = \frac{1}{1 + \frac{r}{R} }$.
Из последнего выражения видно, что, чем больше $R$ превышает $r$, тем коэффициент использования электроэнергии, иначе говоря коэффициент полезного действия всей установки, выше.
Почему же в таком случае потребитель и источник тока подбираются так, чтобы их сопротивления были по возможности равными, хотя при этом достигается к.п.д. только 50 % ?
Подробнее
Задача по физике - 11335
В сеть с напряжением 120 в через дополнительное сопротивление 40 ом включен прибор, потребляющий мощность 50 вт. Вычислим по этим данным силу тока, текущего по прибору.
Для решения задачи заметим, что напряжение на приборе в сумме с напряжением на дополнительном сопротивлении должно равняться сетевому, то есть
$U_{приб} + U_{сопр} = U_{сети}$.
Выражая первое слагаемое в левой части равенства в виде частного от деления мощности, потребляемой прибором, на силу текущего по нему тока и второе - как произведение величины дополнительного сопротивления на тот же самый ток, получим следующее уравнение, в котором все величины, кроме тока, известны:
$\frac{N}{I} + IR = U_{сети}$.
Подставляя сюда численные значения известных величин, имеем
$\frac{50}{I} + 40I = 120$
или
$40I^{2} - 120I + 50 = 0$.
Решив это квадратное уравнение, получим для силы тока два значения $I_{1} = 0,5 а$ и $I_{2} = 2,5 а$.
Какой же ток течет через прибор на самом деле?
Подробнее
Для решения задачи заметим, что напряжение на приборе в сумме с напряжением на дополнительном сопротивлении должно равняться сетевому, то есть
$U_{приб} + U_{сопр} = U_{сети}$.
Выражая первое слагаемое в левой части равенства в виде частного от деления мощности, потребляемой прибором, на силу текущего по нему тока и второе - как произведение величины дополнительного сопротивления на тот же самый ток, получим следующее уравнение, в котором все величины, кроме тока, известны:
$\frac{N}{I} + IR = U_{сети}$.
Подставляя сюда численные значения известных величин, имеем
$\frac{50}{I} + 40I = 120$
или
$40I^{2} - 120I + 50 = 0$.
Решив это квадратное уравнение, получим для силы тока два значения $I_{1} = 0,5 а$ и $I_{2} = 2,5 а$.
Какой же ток течет через прибор на самом деле?
Подробнее
Задача по физике - 11336
Обычно считают обязательный наличие у магнита двух полюсов. Однако приведенное ниже рассуждение как будто бы опровергает это мнение.
Возьмем стальной шар и разрежем его от поверхности к центру на пирамидальные дольки. После этого намагнитим образовавшиеся части так, чтобы вершины их оказались одноименными, а затем вновь составим шар, как показано на рисунке.
Тогда, очевидно, на поверхности останется только один полюс. Следовательно, можно получить магнит и с одним полюсом?!
Подробнее
Возьмем стальной шар и разрежем его от поверхности к центру на пирамидальные дольки. После этого намагнитим образовавшиеся части так, чтобы вершины их оказались одноименными, а затем вновь составим шар, как показано на рисунке.
Тогда, очевидно, на поверхности останется только один полюс. Следовательно, можно получить магнит и с одним полюсом?!
Подробнее
Задача по физике - 11337
Поднесем к железному предмету сверху магнит. Если вес куска железа и расстояние до магнита не очень велики, железо притянется к магниту. Обозначим вес предмета через $P$, а расстояние до магнита, считая по вертикали, через $H$. Тогда работа магнита против сил тяжести равна $A = PH$.
В каждом отдельном случае величина произведенной работы может быть и не очень большой, но ведь опыт можно повторить сколь угодно большое число раз, причем никаких видимых изменений с магнитом не происходит и его «магнитная сила» нисколько не ослабевает.
Не противоречит ли это закону сохранения энергии?
Подробнее
В каждом отдельном случае величина произведенной работы может быть и не очень большой, но ведь опыт можно повторить сколь угодно большое число раз, причем никаких видимых изменений с магнитом не происходит и его «магнитная сила» нисколько не ослабевает.
Не противоречит ли это закону сохранения энергии?
Подробнее
Задача по физике - 11338
Пусть металлическое кольцо (рис.) помещено в переменное магнитное поле. Тогда в кольце возникнет индукционный ток, силу которого в некоторый момент мы обозначим через $I$.
Возьмем на кольце совершенно произвольно точки A и В и сопротивление большей части кольца, заключенной между ними, обозначим через $R$, а сопротивление меньшей - через $r$.
Тогда разность потенциалов на концах участка АrВ на основании закона Ома можно выразить через сопротивление участка и силу тока, по нему протекающего, следующим образом:
$\phi_{A} - \phi_{B} = Ir$.
На том же основании для участка BRA можно записать:
$\phi_{B} - \phi_{A} = IR$.
Поскольку участки имеют своими концами одни и те же точки, то левые части обоих равенств должны быть равными, так как каждая точка может иметь в данной конкретной ситуации только одно значение потенциала. Из этого заключаем, что должны быть равными и правые части написанных выше выражений, то есть
$Ir = IR$.
Сокращая на силу тока $I$, получаем явную нелепость:
$r = R$.
Примечание. Было бы, разумеется, более логичным, приравнивая правые части равенств, брать их с различными знаками. Но окончательный результат от этого стал бы еще только более абсурдным:
$r = - R$.
Подробнее
Возьмем на кольце совершенно произвольно точки A и В и сопротивление большей части кольца, заключенной между ними, обозначим через $R$, а сопротивление меньшей - через $r$.
Тогда разность потенциалов на концах участка АrВ на основании закона Ома можно выразить через сопротивление участка и силу тока, по нему протекающего, следующим образом:
$\phi_{A} - \phi_{B} = Ir$.
На том же основании для участка BRA можно записать:
$\phi_{B} - \phi_{A} = IR$.
Поскольку участки имеют своими концами одни и те же точки, то левые части обоих равенств должны быть равными, так как каждая точка может иметь в данной конкретной ситуации только одно значение потенциала. Из этого заключаем, что должны быть равными и правые части написанных выше выражений, то есть
$Ir = IR$.
Сокращая на силу тока $I$, получаем явную нелепость:
$r = R$.
Примечание. Было бы, разумеется, более логичным, приравнивая правые части равенств, брать их с различными знаками. Но окончательный результат от этого стал бы еще только более абсурдным:
$r = - R$.
Подробнее
Задача по физике - 11339
При подключении к трансформатору большей нагрузки мощность, потребляемая трансформатором из электросети, возрастает. Увеличивается, следовательно, и сила тока в первичной обмотке. Больший ток должен сильнее намагничивать сердечник трансформатора, и если прежде максимальное значение магнитного потока было равно, допустим, $\Phi_{1}$, то после увеличения нагрузки оно составит $\Phi_{2} > \Phi_{1}$.
Известно, что электродвижущая сила, индуцируемая во вторичной обмотке, определяется числом витков, а также скоростью изменения магнитного потока со временем:
$E = - \frac{ \Delta \Phi}{ \Delta t}$,
В первом случае за четверть периода магнитный потек менялся от 0 до $\Phi_{1} $, а во втором - за то же самое время он возрастает от 0 до $\Phi_{2}$. Поскольку $\Phi_{2} > \Phi_{1}$, скорость изменения магнитного потока во втором случае больше. Поэтому должна возрасти и индуцируемая во вторичной обмотке э. д. с.
На самом же деле коэффициент трансформации практически не зависит от нагрузки. Значит, в наши рассуждения вкралась ошибка. Где же именно?
Подробнее
Известно, что электродвижущая сила, индуцируемая во вторичной обмотке, определяется числом витков, а также скоростью изменения магнитного потока со временем:
$E = - \frac{ \Delta \Phi}{ \Delta t}$,
В первом случае за четверть периода магнитный потек менялся от 0 до $\Phi_{1} $, а во втором - за то же самое время он возрастает от 0 до $\Phi_{2}$. Поскольку $\Phi_{2} > \Phi_{1}$, скорость изменения магнитного потока во втором случае больше. Поэтому должна возрасти и индуцируемая во вторичной обмотке э. д. с.
На самом же деле коэффициент трансформации практически не зависит от нагрузки. Значит, в наши рассуждения вкралась ошибка. Где же именно?
Подробнее
Задача по физике - 11340
Для определения потенциала зажигания неоновой лампы была собрана установка, схема которой приведена на рисунке. Если установку включить в сеть переменного
тока и перемещать ползунок потенциометра, постепенно увеличивая подаваемое на лампу напряжение, она загорится в тот момент, когда вольтметр (электромагнитной системы) покажет 50 в. Если же опыт повторить на постоянном токе, то лампочка вспыхивает, когда стрелка вольтметра стоит около цифры 70 в.
Каков же потенциал зажигания неоновой лампы на самом деле?
Подробнее
тока и перемещать ползунок потенциометра, постепенно увеличивая подаваемое на лампу напряжение, она загорится в тот момент, когда вольтметр (электромагнитной системы) покажет 50 в. Если же опыт повторить на постоянном токе, то лампочка вспыхивает, когда стрелка вольтметра стоит около цифры 70 в.
Каков же потенциал зажигания неоновой лампы на самом деле?
Подробнее
