Дана электрическая цепь, в которой находится, помимо других сопротивлений, некоторое сопротивление $R$, потребляющее мощность $N$. Когда к клеммам этого сопротивления подключают параллельно ему еще одно такое же сопротивление, то в них обоих расходуется та же мощность $N$. Дать простейшую схему и расчет такой цепи.
Подробнее
В некоторой лабораторной установке прибор, находящийся внутри цилиндра высокого давления, требует постоянного по мощности подогрева. Однако во время опыта меняется давление, что с неизбежностью вызывает некоторое изменение сопротивления любой проволоки, используемой в качестве нагревателя. Простая схема, приведенная на рисунке, позволяет обеспечить постоянную мощность. На рисунке $R$ обозначает сопротивление нагревательного элемента, меняющееся в течение опыта, $R_{1}$ и $R_{2}$ - резисторы, находящиеся вне цилиндра и потому имеющие неизменное сопротивление, $U$ - постоянное напряжение питания.
Выясните, почему удается достичь постоянной мощности подогрева и какое для этого необходимо соотношение между величинами $R, R_{1}$ и $R_{2}$.
Подробнее
Проволочное кольцо радиусом $r$ находится в постоянном однородном магнитном поле с индукцией $B$, перпендикулярном к плоскости кольца. Центр кольца соединен с кольцом двумя прямыми проволоками. Одна из них неподвижна, другая вращается с постоянной угловой скоростью $\omega$, вследствие чего и по прямым проволокам и по кольцу идут индукционные токи. Сопротивление проволоки на единицу длины (так называемое погонное сопротивление) равно $\rho$.
Определить ток в прямой проволоке в зависимости от угла $\phi$. Считать при этом, что магнитные поля индукционных токов малы по сравнению с магнитным полем $B$ (см. рис. а).
Подробнее
В прямоугольную горизонтальную кювету с двумя противолежащими металлическими, а двумя другими диэлектрическими стенками налит электролит, плотность которого $\rho$, а электропроводность $\sigma$. К металлическим стенкам приложено напряжение $U$, и вся кювета помещена в однородное вертикальное, магнитное поле с индукцией $B$.
Определить разность уровней жидкости между диэлектрическими стенками кюветы, пренебрегая магнитным полем тока в электролите. Расстояние между металлическими стенками равно $a$, а их длина $b$.
Подробнее
По двум длинным параллельным рельсам, расположенным в горизонтальной плоскости на расстоянии $l$ друг от друга, скользит без трения металлический стержень массой $m$. В одном конце рельсы через сопротивление $R$ соединены с источником питания, э. д. с. которого равна $e$. Внутреннее сопротивление источника питания, а также сопротивления стержня и рельсов пренебрежимо малы по сравнению с $R$. Перпендикулярно к горизонтальной плоскости (см. рис. а) приложено однородное магнитное поле; ключ находится в положении 1, стержень при этом скользит с постоянной скоростью $v_{0}$. В некоторый момент времени ключ К переводят в положение 2.
Что происходит со стержнем в дальнейшем?
1. Прекратится ли когда-нибудь его движение? Если да, то когда именно?
2. На какое расстояние он передвинется?
3. Какой заряд протечет через сопротивление $R$ за все время движения стержня?
4. Выполняется ли закон сохранения энергии в данном случае? Подтвердите свой ответ расчетом.
Подробнее
Электрон, обладающий малой по сравнению со скоростью света скоростью $\vec{v}$, попадает в область пространства, в которой созданы однородные взаимно перпендикулярные электрическое и магнитное поля. Напряженность электрического поля равна $\vec{E}$, индукция магнитного - $\vec{B}$, причем в системе СИ $E \ll cB$, где $c$ - скорость света. В начальный момент скорость $\vec{v}$ перпендикулярна векторам $\vec{E}$ и $\vec{B}$.
Как движется электрон в дальнейшем? Существует ли такая скорость движения $\vec{v}_{0}$, при которой траектория электрона прямолинейна?
Опыт происходит в вакууме. Силой тяготения пренебречь.
Подробнее
Можно ли, имея два металлических шарика, из которых лишь один заряжен, сообщить полому металлическому цилиндру заряд больший, чем заряд на шарике?
Подробнее
«Вечный двигатель», схема которого показана на рисунке, состоит из вертушек, изготовленных из спиц, на концах которых насажены легкие шарики. Вертушки наполовину погружены в воду. Поскольку известно, что сила электрического взаимодействия между зарядами, находящимися в чистой воде, примерно в 80 раз меньше, чем в воздухе, то автор «двигателя» полагал, что если шарикам сообщить разноименные заряды, то равновесие нарушится и они будут вращаться. Будут ли вращаться вертушки?
Подробнее
Две разнородные металлические пластинки, опущенные в водный раствор соли, щелочи или кислоты, всегда образуют гальванический элемент. Можно ли получить гальванический элемент из двух одинаковых металлических пластинок, но погруженных в различные растворы?
Подробнее
Что произойдет с листочками электроскопа, если коснуться его головки отрицательным полюсом батарейки от карманного фонаря?
Подробнее
Если на вход электрической цепи (рис.) подать напряжение 100 В, то напряжение на выходе оказывается равным 30 В. Амперметр с очень малым внутренним сопротивлением, присоединенный к выходу цепи, показывает силу тока I А. Если напряжение 100 В подать на выход цепи, то напряжение на входе будет равно 15 В. Определите сопротивления резисторов $R_{1}, R_{2}, R_{3}$.
Подробнее
В вашем распоряжении имеются: поваренная соль, кусок мыла, вода, куски изолированной медной проволоки, нож, деревянная палочка, алюминиевая кастрюля и большой стеклянный сосуд. Длина палочки немного больше диаметра сосуда.
Покажите, как используя данные материалы, можно изготовить источник электрического тока (гальванический элемент). Непосредственный контакт между медью и алюминием исключить.
Подробнее
В электрическом самоваре мощностью $P_{1} = 600 Вт$ и электрическом чайнике мощностью $P_{2} = 300 Вт$ при включении в сеть напряжением $U = 220 В$, на которое они рассчитаны, вода закипает одновременно через $t = 20 мин$. Через сколько времени закипит вода в самоваре и чайнике, если их соединить последовательно и включить в сеть?
Подробнее
Известно, что если по двум параллельным проводникам течет ток в одном направлении, то проводники притягиваются друг к другу. Исходя из этого, опишите состояние пружины и электрической цепи (рис.) после замыкания ключа. Нижний конец пружины лишь на незначительную глубину погружен в ртуть.
Подробнее
Шарик массой $m$, заряженный электрическим зарядом $q$, прикреплен к одному концу неприводимой нити. Другой конец нити прикреплен к самой высокой точке кольца с радиуом $R$, которое находится в вертикальной плоскости. Колцьо изготовлено из жесткой проволоки, диаметром которой можно пренебречь. На кольце равномерно распределен заряд $Q$ того же знака, что и $q$. Определите длину $l$ нити, при которой после отклонения шарик окажетси на оси кольца, перпендиуклярной к его плоскости.
Решите задачу сначала в общем виде, а затем дли численных значений $q = 9,0 \cdot 10^{-9} К, R = 5,0 см, m = 1,0 кг, \epsilon_{0} = 8,9 \cdot 10^{-12} фм^{-1}$. Массой нити пренебречь.
Подробнее
