Нужно подробное решение всех задач. Физика 9-11 класс
Переменный ток. Трансформатор.
№1.Сила тока изменяется по формуле I=8,5sin(314t+0,651) (А). Определить действующее значение тока и его частоту.
№2.Катушка индуктивностью 20 мГн включена в сеть промышленного переменного тока. Определить индуктивное сопротивление катушки.
№3.Мгновенное значение ЭДС синусоидального тока 120 В для фазы 45°. Каково действующее значение ЭДС?
№4.Напряжение на концах участка цепи, по которой течет переменный ток, изменяется с течением времени по закону U=U0sin(ωt+π6) (В). В момент времени t=T/12 мгновенное напряжение равно 10 В. Определить амплитуду колебаний напряжения.
№5.В цепь переменного тока включены последовательно конденсатор емкостью 1 мкФ и дроссель индуктивностью 0,5 Гн. Найдите отношение индуктивного сопротивления к емкостному при частоте 5 кГц.
№6.Вольтметр, включенный в цепь переменного тока, показывает 220 В. На какое напряжение должна быть рассчитана изоляция в данной цепи?
№7.Максимальное напряжение в колебательном контуре, состоящем из катушки с индуктивностью 5 мкГн и конденсатора емкостью 13330 пФ, равно 1,2 В. Сопротивление ничтожно мало. Определить действующее значение тока в контуре.
№8.При включении конденсатора на синусоидальное напряжение 220 В с частотой 50 Гц в цепи установился ток 0,5 А. Какую электрическую емкость имеет конденсатор?
№9.При включении конденсатора на синусоидальное напряжение 220 В с частотой 50 Гц в цепи установился ток 0,5 А. Какую электрическую емкость имеет конденсатор?
№10.Определить емкость конденсатора фильтра выпрямителя, если частота тока 50 Гц, а емкостное сопротивление 230 Ом.
№11.К зажимам генератора присоединен конденсатор с емкостью 0,1 мкФ. Найти амплитуду напряжения на зажимах, если амплитуда тока 2,2 А, а период колебаний тока 0,2 мс.
№12.В сеть переменного тока напряжением 220 В и частотой 50 Гц включен конденсатор. Амплитудное значение силы тока в цепи 4,89 А. Какова емкость конденсатора?
№13.ЭДС в цепи переменного тока выражается формулой E=120sin(628t) (В). Определить действующее значение ЭДС.
№14.В цепь переменного тока включены последовательно сопротивление 100 Ом, конденсатор 20 мкФ и катушка индуктивности. В момент, когда напряжение на концах цепи 100 В, ток равен 0,5 А и возрастает со скоростью 200 А/с, а заряд конденсатора 0,6 мКл. Найти индуктивность катушки.
№15.Трансформатор включен в сеть с напряжением 120 В. Первичная обмотка его содержит 300 витков. Сколько витков должна иметь вторичная обмотка, чтобы напряжение на её концах было 6,4 В?
№16.Сила тока в первичной обмотке трансформатора 0,5 А, напряжение на её концах 220 В, во вторичной обмотке – соответственно 8 А и 12 В. Определить КПД трансформатора.
№17.ЭДС первичной и вторичной обмоток трансформатора соответственно равны 220 и 20 В, первичная обмотка содержит 400 витков. Найти число витков вторичной обмотки.
№18.Понижающий трансформатор с коэффициентом трансформации 10 включен в сеть с напряжением 220 В. Каково напряжение на выходе трансформатора, если сопротивление вторичной обмотки 0,2 Ом, а сопротивление полезной нагрузки 2 Ом?
№19.Сила тока в первичной обмотке трансформатора 0,6 А, напряжение на её концах 120 В. Сила тока во вторичной обмотке 4,8 А, напряжение 12 В. Определите КПД данного трансформатора.
№20.Трансформатор повышает напряжение с 220 до 660 В и содержит в первичной обмотке 840 витков. Сколько витков содержится во вторичной обмотке?
№21.Обмотка трансформатора со стальным сердечником имеет индуктивность 0,6 Гн. При какой силе тока энергия магнитного поля трансформатора будет равна 90 Дж?
№22.Первичная обмотка трансформатора, включенного в сеть 380 В, имеет 2400 витков. Сколько витков должна иметь вторичная обмотка с сопротивлением 0,2 Ом, чтобы при напряжении на зажимах 11 В передавать во внешнюю цепь мощность 22 Вт?
№23.На первичную обмотку понижающего трансформатора с коэффициентом трансформации 10 подается напряжение 220 В. При этом во вторичной обмотке течет ток 4 А, её сопротивление 2 Ом. Пренебрегая потерями в первичной обмотке, определите напряжение на выходе трансформатора.
№24.В сердечнике трансформатора, включенного в сеть переменного тока частотой 50 Гц, создан максимальный магнитный поток 1,5 мВб. Определить ЭДС первичной и вторичной обмоток трансформатора, если первичная обмотка имеет 670 витков, а вторичная – 90.
№25.Трансформатор, содержащий в первичной обмотке 300 витков, включен в сеть переменного тока с действующим напряжением 220 В. Вторичная цепь трансформатора питает активную нагрузку сопротивлением 50 Ом. Найти действующее значение силы тока во вторичной цепи, если падение напряжения на вторичной обмотке трансформатора, содержащей 165 витков, равно 50 В.
Штатная скорость км/ч м/с м/с м/с.
Интервал движения
Время посадки высадки
Время торможения до остановки
Тормозной путь м .
Длина состава м .
Найти: дистанцию между составами в [м] и [мм].
Р е ш е н и е :
Все положения, упоминаемые в доказательстве решения, отмечены на приложенном к решению рисунке.
Искомая дистанция между поездами – это свободное пространство вдоль железнодорожного полотна. Таким образом – дистанция в данном случае – это расстояние от ведущего вагона (начала) заднего Скоростного состава (положение С) до Конца припаркованного состава (положение К) в тот момент, когда припаркованный собирается отправляться.
Нам неизвестно, является ли торможение составов перед остановкой равнозамедленным или нет, и нам это знать и не нужно (!), поскольку нам дано и время, и скорость, и тормозной путь. Всё, что нам нужно – это корректно учесть все слагаемые времени и пути при торможении.
Общий интервал движения составляет и это означает, что каждые секунд, в положении Н оказывается Начало очередного состава. Уже припаркованный состав простоял на станции а это означает, что следующему за ним составу осталось проехать из положения С (начало скоростного состава) до точки Н (начало припаркованного состава) в течение секунд.
Искомая дистанция между составами, как мы уже говорили выше, измеряется не от положения С до положения Н, а от положения С до положения К (конец припаркованного состава). Однако нам будет удобно найти весь остаточный путь СН (между положениями С и Н), а затем вычесть из него длину КН (между положениями К и Н), равную длине состава м.
Из секунд, оставшихся идущему следом составу, первые секунд он будет идти с постоянной скоростью м/с из положения С в положение О, а последующие секунд он будет останавливаться из положения О до положения Н.
Длину отрезка ОН мы и так знаем, это тормозной путь м . Теперь найдём СО, т.е. длину Мы знаем, что по отрезку СО состав двигается равномерно со скоростью в течение времени секунд, значит отрезок СО, т.е. м м .
Отсюда ясно, что вся длина СН = СО + ОН , т.е.
СН м м.
Как было показано выше искомая дистанция – это длина СК, равная разности СН и КН, т.е. СН и .
Итак: СК CH
м м.
О т в е т : дистанция между составами: м мм .
U1 (5/t) t = U2 (10/t) t
5 U1 = 10 U2
U1 = 2 U2
Напряжение на первом участке вдвое больше, чем на втором.
2. Мощность электродвигателя P = UI = 220 В * 10 А = 2200 Вт. Значит в час он потребляет 2200 * 3600 = 7920000 Вт*ч = 7920 кВт*ч.
Общее время его работы t = 30 * 8 = 240 ч (не будем переводить в секунды). Значит общее потребление Q = Pt = 7920 * 240 = 1900800 кВт*ч.