46. РЕГИОНАЛЕН НАТПРЕВАР ПО ФИЗИКА април II година (решенија на задачите)

Transcript

1 46 РЕГИОНАЛЕН НАТПРЕВАР ПО ФИЗИКА 03 0 април 03 година (решенија на задачите Задача Tочкаст полнеж е поставен во темето на правиот агол на правоаголен триаголник како што е прикажано на слика Јачината на електричното поле во точката А изнесува 0 N додека во точката B изнесува 0 N Да се одреди јачината на електричното поле во точката Сл Решение: Доколку катетите на правоаголниот триаголник ги означиме со a и b а хипотенузата со c (види слика тогаш јачините на електричните полиња во точките А В и С изнесуваат: E k a b h k ; E k ; E B Висината h може да се изрази преку a и b со користење на формулата за плоштина на триаголник како и Питагорината теорема: ab ch ab ab P h c a + b Оттука за вредноста на полето во точката С се добива: E k ( a + b k + k EB + E 30 a b a b m Решенија на задачите за година

2 Задача Кондензатор со капацитет 06μF е наелектризиран со сврзување за батерија чија електромоторна сила изнесува После полнењето кондензаторот се исклучува од батеријата и се сврзува паралелно со друг ненаелектризиран кондензатор со капацитет 0 4μF Ако вториот кондензатор се исклучи од првиот и се приклучи повторно на него но сега со спојување на разноимените електроди (Слика да се определи напонот на добиената кондензаторска батерија Слика Решение: Кога првиот кондензатор е сврзан со батеријата неговиот полнеж изнесува: При сврзување со вториот кондензатор тој полнеж се распределува на двата кондензатори: + Земајќи ја во предвид горната равенка како и еднаквоста на напонот на краевите на двата кондензатори: добиваме: и на крајот: те При повторното спојување со разноимените електроди полнежот: се распределува на двата кондензатора: + Со користење на горната равенка и поради еднаквоста на напонот меѓу електродите: се добива: U Решенија на задачите за година

3 односно ( + Кога овој израз ќе се спореди со ( + се добива: ( ( U + а оттука и вредноста на напонот: ( U 44 ( + Решенија на задачите за година 3

4 Задача 3 Низ цилиндричен бакарен спроводник со напречен пресек 5 mm тече струја со јачина 50 m Да се одреди брзината на насоченото движење на електроните под претпоставка дека од секој атом во спроводникот се оддава по еден слободен електрон Моларната маса на бакарот изнесува g mol а густината на бакарот е 89 g cm (Авогадровиот број изнесува N mol а 9 елементарниот електричен полнеж e 6 0 Решение: Доколку јачината на струјата ја дефинираме преку количеството електричество кое во единица време протекува низ напречниот пресек на спроводникот: t а количеството електричество преку вкупниот број N на единечни полнежи кои се содржат во единица време низ волуменот ( S е напречниот пресек n концентрацијата а v брзината на електроните: e N следи дека: e n e n S v t v e n S Доколку секој атом оддава по еден слободен електрон концентрацијата на електроните е еднаква на концентрацијата на атомите: N N n μ Кога моларниот волумен μ ќе го изразиме преку моларната маса M и густината ρ на бакарот: M μ следи дека ρ n N ρ M m a брзината на електроните изнесува 7 m v 5 0 s Решенија на задачите за година 4

5 Задача 4 Отпорник е поврзан со акумулатор чиј внатрешен отпор е 008 Ω Низ струјниот круг тече струја со јачина од 4 а моќноста која се развива на отпорникот е 8W Да се одреди моќноста која ќе се развие на друг отпорник поврзан со истиот акумулатор ако јачината на струјата во тој случај е 6 Решение: Ако отпорите на првиот и вториот отпорник ги означиме со R и R соодветно јачините на струите и соодветните моќности кои се развиваат ќе бидат: R + r ; R + r R; P R P каде е електромоторната сила на акумулаторот За да ја определиме моќноста ги користиме останатите три равенки Од првите две следува: P R + r R + r од каде што се изразува R : [ R + ( r] R Добиениот резултат се заменува во изразот за односно: R [ P ( r] P и се добива: P R [ P ( r] W Решенија на задачите за година 5

6 Задача 5 Калем со 400 навивки се наоѓа во магнетно поле Магнетниот флукс низ намотката се менува со текот на времето како што е прикажано на слика 3 Да се нацрта графикот на индуцираната електромоторна сила во намотката во зависност од времето со прецизно означени вредности на величините на бројните оски Сл 3 Решение: Од графикот се гледа дека магнетниот флукс прво расте потоа е константен и на крајот опаѓа со текот на времето Притоа индуцираната електромоторна сила (ЕМС ќе создава струи со спротивни насоки Индуцираната ЕМС за навивки се определува од изразот: ΔΦ n Δt Тогаш за интервалот 0 < t < 0 s : n ΔΦ n Δt Во интервалот флуксот не се менува па 0 Во интервалот 0 s < t < 0 4s имаме: 3 ΔΦ ( 0 n 400 Δt 0 На сликата е прикажана зависноста (t Максималната индуцирана ЕМС (по апсолутна вредност е 4 и е во интервалот кога промената на магнетниот флукс е најголема за најкратко време Решенија на задачите за година 6