Физические парадоксы, софизмы и занимательные задачи - Ланге В.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Н.
В каждом отдельном случае величина произведенной работы может быть и не
очень большой, но ведь опыт можно повторить сколь угодно большое число
раз, причем никаких видимых изменений с магнитом не происходит и его
"магнитная сила" нисколько не ослабевает.
Не противоречит ли это закону сохранения энергии?
87. СОПРОТИВЛЕНИЯ ЛЮБЫХ ПРОВОДНИКОВ РАВНЫ!
Пусть металлическое кольцо (рис. 22) помещено в переменное магнитное
поле. Тогда в кольце возникнет индукционный ток, силу которого в
некоторый момент мы обозначим через /.
Возьмем на кольце совершенно произвольно точки Л и В и сопротивление
большей части кольца, заключенной между ними, обозначим через R, а
сопротивление меньшей - через г.
Тогда разность потенциалов на концах участка АгВ на основании Рис. 22.
закона Ома можно выразить через
52
сопротивление участка и силу тока, по нему протекающего, следующим
образом:
Та-<рв ==/•/¦..
На том же основании для участка BRA можно записать:
Т в- Та= I-R.
Поскольку участки имеют своими концами одни и те же точки, то левые части
обоих равенств должны быть равными, так как каждая точка может иметь в
данной конкретной ситуации только одно значение потенциала.. Из этого
заключаем, что должны быть равными и правые части написанных выше
выражений, то есть
I-r = I-R.
Сокращая на силу тока I, получаем явную нелепость:
r = R.
Примечание. Было бы, разумеется, более логичным, приравнивая правые части
равенств, брать их с различными знаками. Но окончательный результат от
этого стал бы еще только более абсурдным:
г = - R.
88. МЕНЯЕТСЯ ЛИ КОЭФФИЦИЕНТ ТРАНСФОРМАЦИИ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ НАГРУЗКИ НА
ТРАНСФОРМАТОР!
При подключении к трансформатору большей нагрузки мощность, потребляемая
трансформатором из электросети, возрастает. Увеличивается, следовательно,
и сила тока в первичной обмотке. Больший ток должен сильнее намагничивать
сердечник трансформатора, и если прежде максимальное значение магнитного
потока было равно, допустим, Фь то после увеличения нагрузки оно составит
Ф2>Ф J.
Известно, что электродвижущая сила, индуцируемая во вторичной обмотке,
определяется числом витков, а также скоростью изменения магнитного потока
со временем:
р дф
Е==--ат-
53
В первом случае за четверть периода магнитный поток менялся от 0 до Ф]> а
во втором - за то же самое время он возрастает от 0 до Ф2. Поскольку
Ф2>Фи скорость изменения магнитного потока во втором случае больше.
Поэтому должна возрасти и индуцируемая во вторичной обмотке э. д. с.
На самом же деле коэффициент трансформации практически не зависит от
нагрузки. Значит, в наши рассуждения вкралась ошибка. Где же именно?
89. ПРИ КАКОМ НАПРЯЖЕНИИ ЗАГОРАЕТСЯ НЕОНОВАЯ ЛАМПА!
Для определения потенциала зажигания неоновой лампы была собрана
установка,* схема которой приведена на рисунке 23. Если установку
включить в сеть переменного
тока и перемещать ползунок потенциометра, постепенно увеличивая
подаваемое на лампу напряжение, она загорится в тот момент, когда
вольтметр (электромагнитной системы) покажет 50 в. Если же опыт повторить
на постоянном токе, то лампочка вспыхивает, когда стрелка вольтметра
стоит около цифры 70 в.
Каков же потенциал зажигания неоновой лампы на самом деле?
90. ПОКАЗАНИЯ КАКОГО АМПЕРМЕТРА ПРАВИЛЬНЫ!
При сборке схемы, показанной на рисунке 24, один из амперметров был взят
магнитоэлектрической системы, а второй - электродинамической. Оба прибора
только что были проверены в контрольной лаборатории, и со-
54
мнений в их исправности быть не может.
После включения схемы в сеть переменного тока оказалось, однако, что
показания второго амперметра примерно в полтора раза превышают показания
первого.
Не могли бы вы указать причину расхождения?
91. ПОЧЕМУ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ОСТАЛОСЬ НЕИЗМЕННЫМ!
В одной лаборатории исследовалось поведение полупроводников в переменном
магнитном поле. Для создания магнитного поля было решено намотать на
картонный каркас катушку и пропускать по ней переменный ток от сети.
Тогда внутри катушки появится переменное магнитное поле, в которое можно
поместить исследуемый образец.
Поскольку для опыта было желательным поле возможно большей напряженности,
лаборант намотал одну на другую три одинаковые катушки, рассчитывая
получить при их параллельном соединении поле втрое большей напряженности.
Опыт показал, однако, что магнитное поле трех катушек было примерно таким
же, как поле одной. Руководитель лаборатории, к которому обратился
лаборант, разъяснил причину явления. Вместе с тем он заметил, что
включение трех катушек все же имеет смысл.
Почему оставалось неизменным поле и почему три катушки тем не менее
предпочтительнее одной?
92. КАК ПРОВЕРЯТЬ ПРЕДОХРАНИТЕЛИ!
В квартире № 19, где я жил, неожиданно погас свет. С помощью контрольной
лампы удалось выяснить, что
55
прекратилась подача электроэнергий к квартирному щитку. В поисках
повреждения я вышел на лестничную площадку, не забыв захватить с собой
контрольную лампочку, и, открыв групповой щиток, стал проверять с ее
