Обучающие задания

1(А) Какие превращения энергии происходят в идеальном колебательном контуре?

1) Энергия электрического поля конденсатора превращается в механическую энергию катушки индуктивности.

2) Энергия магнитного поля катушки выделяется в виде некоторого количества теплоты в конденсаторе.

3) Энергия электрического поля конденсатора превращается в энергию магнитного поля катушки индуктивности, энергия магнитного поля катушки переходит в энергию электрического поля конденсатора.

4) Энергия электрического поля конденсатора выделяется в виде некоторого количества теплоты.

2(А) Заряд на обкладках конденсатора в колебательном контуре изменяется по закону q = 10^-8cos10³ πt (Кл). Период этих колебаний (в секундах) равен

1) 1·10^-3 2) 2·10^-3 3) 10³ π 4) π/10³

Указание: запишите уравнение гармонических колебаний в общем виде и определите величину циклической частоты. Рассчитайте значение периода по формуле связи циклической частоты и периода колебаний.

3(А) Как изменится период собственных электромагнитных колебаний в контуре (см. рисунок), если ключ К перевести из положения 1 в положение 2?

1) уменьшится в 2 раза

2) увеличится в 2 раза

3) уменьшится в 4 раза

4) увеличится в 4 раза

Указание: запишите формулу Томсона и проанализируйте зависимость периода свободных колебаний от индуктивности контура. По рисунку определите, чему равна индуктивность контура, если ключ находится в положении 1? в положении 2?

4(А) При гармонических электрических колебаниях в колебательном контуре максимальное значение энергии электрического поля конденсатора равно 50

Дж, максимальное значение энергии магнитного поля катушки 50 Дж. Как изменяется во времени полная энергия электромагнитного поля контура?

1) от 0 до 50 Дж

2) от 0 до 100 Дж

3) от 50 до 100 Дж

4) не изменяется, равна 50 Дж.

5(А) На рисунке приведен график зависимости силы тока от времени в колебательном контуре. На каком из графиков правильно показан процесс изменения энергии

магнитного поля

катушки?

Указание: запишите формулу энергии магнитного поля катушки. Какие значения может принимать энергия? Определите по графику колебания силы тока величину силы тока в начальный момент времени.

6(А) На рисунке показан график изменении напряжения на выходе генератора с течением времени. Чему равен период колебаний напряжения?

1) 50 с

2) 0,017 с

3) 60 с

4) 0,02 с

7(А) Сила тока, текущего через резистор, изменяется по закону I = 36sin128t. Действующее значение силы тока в цепи…

1) 36 А 2) 72 А 3) 128 А 4) 25 А

Указание: запишите формулу действующего значения силы тока. Пользуясь законом изменения силы тока в резисторе, определите амплитудное значение силы тока.

8(А) Максимальная ЭДС генератора переменного тока зависит от..

1) Только от числа оборотов ротора в единицу времени.

2) От числа витков обмотки, числа оборотов ротора в единицу времени, площади витка и индукции магнитного поля.

3) От числа оборотов ротора в единицу времени и числа витков обмотки.

4) От числа витков обмотки, числа оборотов ротора в единицу времени, площади витка.

Указание: запишите закон электромагнитной индукции для обмотки, состоящей из нескольких витков. Запишите формулу магнитного потока для вращающейся рамки. Найдите скорость изменения магнитного потока как производную потока.

9(А) Какое уравнение зависимости ЭДС генератора переменного тока от времени соответствует графику зависимости е(t)?

1) e = 50cos10pt (м)

2) e = 100sin10pt (м)

3) e = 100cos10pt (м)

4) e = 50sin10pt (м)

10(А) Почему сердечники в трансформаторе делают не сплошными, а из тонких изолированных пластин?

А. Для усиления магнитного поля?

Б. Для уменьшения нагрева сердечника.

В. Для уменьшения КПД трансформатора.

Г. Для увеличения коэффициента трансформации.

1) только А 3) А, Б и В

2) только Б и В 4) Только Г

Указание: вспомните о вихревых индукционных токах.

11(А) Трансформатор, содержащий во вторичной обмотке N₂ витков, позволяет увеличить напряжение в 4 раза. Сколько витков должна иметь первичная обмотка?

1) 4N₂ 2) 2N₂ 3) N₂/2 4) N₂/4

Указание: запишите формулу связи числа витков с напряжением в обмотках трансформатора.

12(А) Излучение электромагнитных волн наблюдается…

А. при движении любых элементарных частиц с ускорением;

Б. при равномерном движении положительно заряженных частиц;

В. при ускоренном движении положительно заряженных частиц;

Г. при равномерном движении отрицательно заряженных частиц;

Д. при ускоренном движении отрицательно заряженных частиц.

1) только А 3) Б и В

2) Б и Г 4) В и Д

13(А) При прохождении электромагнитных волн в воздухе происходят колебания…

1) молекул воздуха

2) плотности воздуха

3) напряженности электрического и индукции магнитного полей

4) концентрации кислорода

14(В) Какой частоте соответствует длина волны в 800 мкм? Ответ выразите в гигагерцах.

Указание: запишите формулу длины волны. Если нет специальных указаний, считать скорость электромагнитных волн в вакууме и воздухе равной скорости света в вакууме.

15(В) На какую силу тока должен быть рассчитан провод первичной обмотки сварочного трансформатора, если во вторичной обмотке максимальной значение силы тока равно 100 А при напряжении 40 В? Напряжение на первичной обмотке трансформатора 380 В. Потерями мощности пренебречь.

Указание: если нет потерь энергии в трансформаторе, то мощность в первичной обмотке равна мощности во вторичной обмотке.

16(В) Что произойдет с длиной волны, частотой и периодом излучения радиопередатчика, если емкость конденсатора колебательного контура передатчика увеличить в 3 раза?

А) длина волны 1) увеличится

Б) период колебаний 2) уменьшится

В) частота колебаний 3) не изменится

Указание: используйте формулу длины волны и формулу Томсона.

17(В) Колебательный контур состоит из конденсатора емкостью 400 пФ и катушки индуктивностью 10 мГн. Найдите амплитуду колебаний напряжения, если амплитуда колебаний силы тока равна 0,1А.

Указание: используйте закон сохранения энергии при электромагнитных колебаниях. Запишите формулы энергии магнитного поля катушки и электрического поля конденсатора. Вспомните, в какие момент времени отсутствует магнитное поле, а в какие – электрическое.

18(В) Чему равно расстояние до самолета, если время между посланным наземным радиолокатором сигналом и принятым после отражения от самолета равно 8·10^-4 с? Ответ выразите в километрах.

Указание: Между посылом и приемом сигнала радиоволна проходит двойное расстояние: до самолета и обратно.

19(С) Разборный школьный трансформатор включен в сеть. К вторичной обмотке подключена нагрузка. Как изменится сила тока в первичной и вторичной обмотках при удалении верхней части сердечника (см. рисунок)?

Указание: при удалении части сердечника магнитное поле в обеих катушках уменьшится. Это приведет к уменьшению ЭДС индукции во вторичной обмотке и ЭДС самоиндукции в первичной обмотке.

Ответы к обучающим заданиям.

19С В первичной обмотке сила тока увеличится, во вторичной – уменьшится.