1. Две параллельные плоские пластины, находящиеся на расстоянии 10 см друг от друга, заряжены до разности потенциалов 5 кВ. Какая сила будет действовать на заряд 10-4 Кл, помещенный между пластинами?
2. Вольтметр имеет сопротивление 500 Ом. Последовательно с ним включили проводник сопротивлением 1 кОм. Во сколько раз изменилась цена деления вольтметра?
3.Электрон, летящий со скоростью 107 м/с, ионизирует газ. Определить потенциал ионизации этого газа. (округлите ответ до целого числа)
4. Вычислить магнитную индукцию внутри соленоида с железным сердечником, если на 40 см его длины намотано 400 витков проволоки. По виткам течет ток 4,4 А, магнитная проницаемость железа 183. (округлите ответ до целого числа)
5. Между полюсами динамо-машины создано поле с индукцией 0,5 Тл. Якорь машины состоит из 100 витков площадью 500 см2 каждый. Найти частоту вращения якоря, если в нем индуцируется максимальная ЭДС 100 В. (округлите ответ до одной десятой после запятой)
F = q * E,
где F - сила, действующая на заряд (неизвестная величина), q - заряд, помещенный между пластинами (10^-4 Кл), E - напряженность электрического поля между пластинами.
Напряженность электрического поля между пластинами может быть определена с использованием формулы:
E = ΔV / d,
где ΔV - разность потенциалов между пластинами (5 кВ = 5000 В), d - расстояние между пластинами (10 см = 0,1 м).
Подставив значения в формулы, получим:
E = 5000 В / 0,1 м = 50000 В/м.
Теперь можем найти силу F:
F = (10^-4 Кл) * (50000 В/м) = 5 Н.
Таким образом, сила, действующая на заряд 10^-4 Кл, будет равна 5 Н.
2. Чтобы найти, во сколько раз изменится цена деления вольтметра, необходимо учесть, что вольтметр подключен последовательно с проводником сопротивлением, и оба имеют сопротивления.
Общее сопротивление цепи можно вычислить по формуле:
R = R1 + R2,
где R - общее сопротивление цепи, R1 - сопротивление вольтметра (500 Ом), R2 - сопротивление проводника (1 кОм = 1000 Ом).
Подставив значения в формулу, получим:
R = 500 Ом + 1000 Ом = 1500 Ом.
Теперь можем найти, во сколько раз изменится цена деления вольтметра:
Изначально, цена деления вольтметра равна U1 / R, где U1 - полное напряжение на вольтметре.
После подключения проводника сопротивления R2, цена деления вольтметра станет U2 / R, где U2 - полное напряжение на вольтметре.
Таким образом, изменение цены деления вольтметра будет равно:
У2 / R - U1 / R.
Подставив значения, получим:
U2 / 1500 Ом - U1 / 500 Ом = (U2 - U1) / 1500 Ом.
3. Для определения потенциала ионизации используем формулу:
E = (1/2) * m * v^2,
где E - энергия, m - масса частицы (в данном случае электрона), v - скорость частицы.
Известно, что энергия E равна потенциалу ионизации, а масса электрона равна 9,10938356 × 10^-31 кг.
Подставив значения, получим:
V = (1/2) * (9,10938356 × 10^-31 кг) * (107 м/с)^2 = 4,8759011 × 10^-18 Дж.
Округляем до целого числа, получаем, что потенциал ионизации газа равен 5 Дж.
4. Для определения магнитной индукции внутри соленоида с железным сердечником, можно использовать формулу:
B = (μ * n * I) / L,
где B - магнитная индукция, μ - магнитная проницаемость железа, n - количество витков проволоки на единицу длины (в данном случае n = 400 витков / 0,4 м = 1000 витков/м), I - ток, протекающий по виткам проволоки в соленоиде (4,4 А), L - длина соленоида (40 см = 0,4 м).
Подставив значения, получим:
B = (183 * 1000 витков/м * 4,4 А) / 0,4 м = 2013000 Тл.
Округляем до целого числа, получаем, что магнитная индукция внутри соленоида с железным сердечником равна 2013000 Тл.
5. Частоту вращения якоря можно найти, используя формулу:
f = (E) / (B * A),
где f - частота вращения якоря, E - максимальная ЭДС, индуцируемая в якоре (100 В), B - индукция магнитного поля (0,5 Тл), A - площадь одного витка якоря (500 см^2 = 0,05 м^2).
Подставив значения, получим:
f = (100 В) / (0,5 Тл * 0,05 м^2) = 400 Гц (Гц = Герцы).
Округляем до одной десятой после запятой, получаем, что частота вращения якоря составляет 400 Гц.