Przykładowy zestaw z egzaminu z fizyki

Nasza ocena:

3
Pobrań: 63
Wyświetleń: 595
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Przykładowy zestaw z egzaminu z fizyki - strona 1 Przykładowy zestaw z egzaminu z fizyki - strona 2 Przykładowy zestaw z egzaminu z fizyki - strona 3

Fragment notatki:

1. W obwodzie napięcie na zaciskach baterii wynosi 5,2  V  , spadek napięcia  U  1=4,2  V  , I 1 =  I  2 =80  mA ,  I3 =75  mA  . Znaleźć opór włączonej części opornicy. Przed analizą układu strzałkujemy poszczególne elementy:  prądy strzałkujemy dowolnie, a napięcia przeciwnie do  prądów. Z I prawa Kirchhoffa wynika, że suma prądów  wpływających do węzła musi się równać sumie prądów  wypływających z niego. Odcinek ponad oporami  R 1 ,  R 2 i  R 3 można potraktować jako węzeł. Wypływają z niego  prądy  I  1 ,  I  2 i  I  3 , a wpływa tylko  I  . W związku z tym:  I  = I 1  I 2  I 3 . Z II prawa Kirchhoffa wynika, że suma spadków napięć w oczku jest równa zeru. Znaki wynikają z kierunków strzałek względem kierunku analizowania oczka (u nas zgodnie z  ruchem zegara). Analizując oczko od lewej: E – U – U 1=0 A po przekształceniu:  U  = E − U  1 Z prawa Ohma:  R = U I = E – U 1 I 1 I  2 I  3 = 5,2 V  −4,2 V 80  mA 80  mA 75  mA ≈ 4,26  2. Trzy źródła SEM  E 1=10  V  ,  E 2=5  V  ,  E 3=6  V  , o oporach wewnętrznych  r 1=0,1 ,  r 2=0,2  ,  r  3=0,1  połączono tak jak widać na rys. Znaleźć napięcie na opornikach R 1=5  ,  R 2=1  ,  R 3=3  . Traktujemy układ tak, jakby pojawiły się w nim trzy dodatkowe  opory. Na tych oporach pojawiają się spadki napięć (odpowiednio U r1 ,  U r2  i  U r3  ). Strzałkujemy wszystkie prądy w prawą stronę, napięcia w lewą, a  SEM w prawą. Lewy boczny odcinek traktujemy, jako węzeł. Wypływają z niego  trzy prądy, żaden nie wpływa:  I 1 I 2 I 3=0 (jeżeli któryś prąd płynie w przeciwnym kierunku  do naszych strzałek, to w obliczeniach pojawi się ujemna wartość). Z prawa Ohma:  I  = U R , a więc powyższe równanie zamienia się w: U 1 R 1  U 2 R 2  U 3 R 3 = 0 (1) II prawo Kirchhoffa dla górnego oczka (poruszamy się zgodnie z ruchem zegara): E 1− U r1 – U  1 U  2 U r2 – E  2= 0 (2) Dla dolnego oczka: E 2− U r2 – U  2 U  3  U r3 – E  3= 0 (3) Przez źródła SEM przepływają takie same prądy, jak przez połączone z nimi oporniki, więc: r 1= U r1 I  1 ⇒ U r1 =  r 1⋅ I  1 ,  U r2 = r 2⋅ U  2 R 2 ,  U r3 = r 3⋅ U  3 R 3 . Uprościmy sobie zapis. W występujących w równaniach sumach: U r1  U  1= r 1⋅ U  1 R 1  U 1= U  1⋅   r 1 R 1  1  ,  U r2  U  2= U  2⋅   r 2 R 2  1  ,  U r3  U  3= U  3⋅ 

(…)

… 2 r 2  r 2 r
2 r
Wektor indukcji magnetycznej z wektorem natężenia pola magnetycznego wiąże zależność:
 =0 H

B
Znając indukcję i promień pętli można wyliczyć natężenie prądu:
A
2 ⋅0,08 m⋅100
2  r 0 H 2 r H
2 r B
m
i=
=
=
=
≈12,14 A
0 1 0 1 1
1
5. Elektron po przejściu w próżni różnicy potencjałów 500 V wpada w jednorodne pole
magnetyczne. W polu tym elektron zakreśla okrąg o promieniu 10 cm . Znaleźć wartość natężenia
pola magnetycznego jeżeli wiadomo, że prędkość elektronu jest prostopadła do linii sił pola.
Pole elektryczne w którym jest różnica potencjałów, wykonuje nad elektronem pracę:
W =q U =e U
Praca ta zostaje zamieniona na energię kinetyczną elektronu:
mv 2
2eU
E=
=e U ⇒ v=
2
m

Kiedy elektron znajduje się w polu magnetycznym i porusza się po okręgu…
… . Znaleźć natężenie prądu w
A
przewodniku jeżeli wiadomo, że natężenie pola magnetycznego w punkcie A wynosi 100
.
m
Rozpatrujemy oddzielnie pole magnetyczne wokół prostego przewodnika i wewnątrz
pętli. Wypadkowe pole będzie sumą tych dwóch.
I
R
A
Pole wokół przewodnika najłatwiej obliczyć z prawa Ampera:
B 
∮  ° dl =0 i
Jako kontur całkowania wybieramy okrąg, przez którego środek przechodzi
przewodnik…
… =I R=
R
r

Podstawiając wszystko do (1) otrzymujemy:
P
P
24 W
E –P r –
R=0⇒ E=  P r 
R= 24W⋅0,6
⋅12 ≈79,69 V
r
r
0,6 
U r = P r = 24 W⋅0,6 ≈3,79V



4. Elektryczny czajnik o pojemności 1,5 dm 3 posiada grzejnik o oporze 80  , współczynniku
sprawności 80 % i pracuje przy napięciu 220 V . Początkowa temperatura wody 20 ˚ C . Znaleźć
moc zużywaną przez czajnik; natężenie prądu…
... zobacz całą notatkę

Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz