Сборник задач по физике - Славов А.В.
Скачать (прямая ссылка):
32.9. В цепь переменного тока напряжением U=220 В и частотой v=50 Гц
включен конденсатор. Амплитудное значение силы тока в цепи /0=4,89 А.
Найдите емкость конденсатора.
32.10. В цепь последовательно включены катушка индуктивностью L=0,5 Гн,
конденсатор емкостью С = 1 мкФ и резистор сопротивлением R = 1 кОм.
Найдите индуктивное сопротивление XL, емкостное сопротивление Хс и полное
сопротивление цепи Z при частотах тока V,=50Гц и v,= 10 кГц.
32.11. Неоновая лампа включена в сеть переменного тока с действующим
значением напряжения ?/д=71В и периодом Т= 0,02 с. Найдите промежуток
времени At, в течение которого длится вспышка лампы, и частоту вспышек
лампы и. Напряжение зажигания лампы U3 = 86,7 В считайте равным
напряжению гашения Ur.
32.12. Первичная обмотка понижающего трансформатора с коэффициентом
трансформации к=8 включена в сеть с напряжением 1/,=220 В. Сопротивление
вторичной обмотки г=1,20м, сила тока в ней 1=5 А. Определите напряжение
U2 на зажимах вторичной обмотки и сопротивление R нагрузки
трансформатора. Потерями в первичной обмотке пренебречь.
32.13. Коэффициент трансформации повышающего трансформатора А:=0,1.
Напряжение на вторичной обмотке U2=5,6 кВ. Вольтметр, подключенный к
витку провода, надетого на вторичную обмотку, показал 1/0=0,4В. Сколько
витков имеет каждая из обмоток трансформатора?
283
32.14. Сила тока в первичной обмотке трансформатора /, = 2 А, напряжение
на ее зажимах Ul = 220 В. Напряжение на зажимах вторичной обмотки U2=22B.
КПД трансформатора Т] = 0,9. Определите силу тока /2 во вторичной
обмотке.
32.15. Мощность, потребляемая трансформатором Р-100 Вт, а напряжение на
зажимах вторичной обмотки U2=50B. Определите силу тока 12 во вторичной
обмотке, если КПД трансформатора р = 0,8.
32.16. Мощность потерь в трансформаторе Рп=40 Вт, напряжение на зажимах
вторичной обмотки 7/2=50В. Определите силу тока /2 во вторичной обмотке,
если КПД трансформатора Г) = 0,9.
32.17. Коэффициент трансформации повышающего трансформатора Jk=0,5.
Напряжение на нагрузке, включенной в цепь вторичной обмотки 7/2=216В.
Сопротивление нагрузки Л = 10,8 Ом. Определите напряжение Ul на первичной
обмотке трансформатора, силу тока в ней и КПД трансформатора, если
сопротивление вторичной обмотки г=0,2 Ом. Сопротивлением подводящих
проводов пренебречь.
32.18. Электромотор постоянного тока, соединенный с источником ЭДС $=24
В, делает vt = 600 об/мин при силе тока в цепи 7=0,2 А (полное
сопротивление цепи 7?=20 Ом). Какую ЭДС $, разовьет электромотор, работая
в качестве генератора и делая v2= 1400 об/мин ?
284
XIV. ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИКА
В данном разделе рассматривается взаимодействие света с телами, линейные
размеры которых несоизмеримо больше длин волн видимого света, поэтому при
таком взаимодействии волновая природа света не проявляется.
В основе геометрической оптики лежат следующие законы:
1. Закон прямолинейного распространения света.
В однородной изотропной среде свет распространяется прямолинейно.
2. Закон отражения света.
Луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр к поверхности раздела сред,
восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости. Угол
падения равен углу отражения (рис. 99):
а=р.
3. Закон преломления света.
Луч падающий, луч преломленный и перпендикуляр к поверхности раздела
сред, восстановленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости.
Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина,
постоянная для данных сред, равная отношению абсолютных показателей
преломления второй среды к первой (рис. 100):
Рис. 99
Рис. 100
sin а _ и2 _
= - = п
12 , или n,sina=n2siny,
sin у пх
где п,2 - относительный показатель преломления второй среды относительно
первой. Здесь
с с
", =-, п2= -, п, и2
где с - скорость света в вакууме; у, и у2 - скорости света в
соответствующих средах. Если первая среда вакуум (и,= 1), либо воздух (я,
= 1),
то и
12'
= И.
Явление полного внутреннего отражения. Если луч света падает из оптически
более плотной среды с показателем преломления и2, на границу раздела с
оптически менее плотной средой с показателем прелом-^ 285
Рис. 101
ления щ (п2>Пу) (рис. 101), то при углах падения аххо наблюдается полное
внутреннее отражение, когда луч полностью отражается от границы раздела
сред, как от идеального зеркала. Предельный угол полного внутреннего
отражения Од находится из условия: "2sina0="1sin90e. При этом, если и, =
1, то
1
sin ап = -.
Пример 69. На дне водоема глубиной #=80 см находится точечный источник
света S (рис. 102). Определите диаметр светового пятна иа поверхности
воды, если показатель преломления воды и = 1,3.
Дано:
#= 80 см, и = 1,3
D-
При падении лучей на границу раздела вода-воздух под углами a < Oq лучи
выходят в атмосферу. Если oxXq, то луч света испытывает полное внутреннее
отражение и возвращается в воду. Следовательно, на поверхности воды будет
освещена площадка, равная площади основания воображаемого конуса с
