2003-2004 mokslo metų PAVASARIO KETVIRČIO NAMŲ DARBAI
MOKYKLOS FIZIKOS OLIMPAS 11 laidos II kurso moksleiviams
Elektros teorinės užduotys
1-ji dalis
4. Srovės stipris 20 Ω varžos laidininke tolygiai (tiesiškai) padidėja nuo Io=0 iki Imax=6 A per 2 sekundes. Rasti šilumos kiekį, išsiskyrusį šiame laidininke per pirmąją sekundę, ir šilumos kiekį, išsiskyrusį per antrąją sekundę. Rasti šių šilumos kiekių santykį.
5. Prijungus voltmetrą prie baterijos gnybtų, jis rodė U1= 5,8 V. Kai prie baterijos gnybtų buvo prijungta lemputė, voltmetras rodė U2=4 V. Kiek rodytų voltmetras, jei vietoje vienos prijungtume dvi lygiagrečiai sujungtas tokias lemputes?
8. Srovė 15 Ω laidininke tolygiai didėja nuo vertės Io=0 iki kažkurios maksimalios vertės penkias sekundes (Δt=5 s). Per šį laikotarpį laidininke išsiskyrė šilumos kiekis Q=10 kJ. Rasti vidutinę srovės vertę laidininke.
10. Elektrinio virdulio kaitintuvo spiralė sudaryta iš 2-jų dalių, vienos iš kurių varža R1. Rasti: 1) Antrosios dalies varžą, jei abi dalis sujungus lygiagrečiai vanduo virdulyje užverda n kartų greičiau, negu jas sujungus nuosekliai. 2) Kiek kartų greičiau užvirs vanduo virdulyje abi kaitintuvo spirales jungiant lygiagrečiai, jeigu jų varžos vienodos? Su jungiamųjų laidų ir šaltinio vidaus varžomis nesiskaitome.
2-ji dalis
11. Magnetiniame lauke iš didelio aukščio krenta metalinis žiedas, kurio diametras lygus d, masė m ir varža R. Žiedo plokštuma visą kritimo laiką išlieka horizontali. Rasti nusistovėjusi žiedo greitį, jei magnetinė indukcija nuo aukščio kinta tiesiškai: B=Bo(1+ αh).
12. Metalinis strypas, kurio ilgis l ir masė m, pakabintas ant dviejų vienodų spyruoklių, kurių tamprumo koeficientas k, yra vienalyčiame magnetiniame lauke, kurio indukcija B ir jos kryptis statmena strypui. Prie strypo per jungiklį plonais laideliais trumpam laiko tarpui τ prijungiamas nuolatinės srovės šaltinis. Kiek maksimaliai pasislinks strypas nuo pusiausvyros padėties, jeigu per jį per τ pratekės srovės impulsas, kurio vidutinė vertė Iv? Laidelių masės ir varžos nepaisyti.
13. Ilga ir plona neįelektrinta plokštelė, pagaminta iš nemagnetinio metalo, vienalyčiame magnetiniame lauke, kurio indukcija 1 T, juda pastoviu greičiu, lygiu 11,3 m/s . Greičio ir magnetinės indukcijos vektoriai tarpusavyje statmeni ir lygiagretūs plokštelės plokštumai. Įvertinkite paviršinį elektrinio krūvio, atsirandančio dėl plokštelės judėjimo, tankį.
14. Horizontaliais bėgiais, esančiais vertikaliame magnetiniame lauke, kurio indukcija B, šliaužia ilgio l laidininkas. Atstumas tarp bėgių taip pat lygus l. Bėgių galai užtrumpinti per dydžio R varžą. Nustatyti šiluminių nuostolių galią varžoje, jei laidininkas juda pastoviu greičiu v. Bėgių ir laidininko varžų nepaisyti.
15. Paprasčiausią magnetinį hidrodinaminį generatorių gali sudaryti plokščias kondensatorius, kurio plokštelės plotas S ir atstumas tarp jų d. Per kondensatorių leidžiamas pastoviu greičiu skystis, kurio savitasis laidumas σ. Skystis teka pastoviu greičiu v, lygiagrečiu plokštelėms. Kondensatorius su tekančiu per jį skysčiu patalpintas į vienalytį magnetinį lauką, kurio indukcija B ir jos kryptis statmena skysčio greičio vektoriui bei lygiagreti plokštelių plokštumai. Kokia galia išsiskirs išorinėje grandinėje, kurios varža R?
16. Turime du vienodų matmenų bandinius, paruoštus Holo efekto matavimams. Atlikus matavimus tame pačiame magnetiniame lauke pasirodė, kad Holo įtampa pirmame bandinyje yra devynis kartus didesnė negu antrajame. Koks krūvininkų judrių šiuose bandiniuose santykis?
17. Ritė susukta iš izoliuoto laido, turi 1000 vijų ir yra patalpinta į magnetinį lauką, kurio indukcija kinta greičiu 1T per 1 sekundę. Prie ritės galų prijungtas 10 μF talpos kondensatorius. Koks krūvis susikaups kondensatoriuje, jei ritės vijos skersmuo lygus 2r?
18. Planetiniame vandenilio atomo modelyje (pagal Rezerfordą ir Borą) priimta, jog elektronas sukasi apskritimine orbita apie mažytį teigiamai įelektrintą branduolį (protoną). Įvertinkite vandenilio atomo diametrą, jeigu žinoma, jog minimali energija, kurią reiktų suteikti elektronui, kad jis paliktų atomą (jonizacijos energija) lygi 2,2·10-18 J.
19. Į užtrumpintą varinę ritelę įkišamas tiesus magnetas, kuriantis magnetinį lauką, kurio indukcija 10 mT. Koks krūvis pratekėjo ritelėje, jei jos vijų diametras lygus 20 cm, vijos vielos skerspjūvio plotas lygus 0,1 mm2, o vario savitoji varža lygi 1,75-10-8 Ω·m.
20. Magnetinio lauko indukcija matuojama kvadratiniu rėmeliu (kraštinės ilgis a), besisukančiu kampiniu greičiu ω. Sukimosi ašis statmena magnetinės indukcijos krypčiai. Išmatuota maksimali rėmelio įtampa lygi U. Raskite magnetinio lauko indukcijos dydį.
Kitos užduotys
1) Savarankiškai persispręskite užduotis Nr.3.2.13.2.41 iš A. Bandzaičio, R. Baubino, P. Bogdanovičiaus Olimpiadinio fizikos uždavinyno; 2) Perskaitykite knygą: R. Karazija Kas domina fizikus šiandien.
I
dalį užduočių
parengė mokyklos dėstytojas doc. Aloyzas Žindulis, n. tel. 8-5
2138686,
Visi teisingi užduočių sprendimai vertinami vienodai po 10 balų.
Iki
2004 04 30 I dalies, iki 2004 05 30 II dalies užduočių
sprendimus išsiųskite mokyklos adresu Pastaba: pavėluotai išsiųsti užduočių sprendimai netikrinami ir nevertinami. |