Зборнік задач па курсе агульнай фізікі
Выдавец: Вышэйшая школа
Памер: 276с.
Мінск 1993
18.54. Халадзільнік магутнасцю Р за час t псратварыў у лёд п літраў вады, якая першапачаткова мела тэмпературу 0. Якая колькасць цсплыні вылучылася ў пакой за гэты час?
18.55. Тэмпература электрычнага награвальніка, далучанага да крыніцы току, роўная / р Пры ахаладжэнні награвальніка з дапамогай вентылятара яна апускаецца да значэння /2 . Ці будуць колькасці цяплынь, вылучаных награвальнікам, у абодвух выпадках аднолькавымі?
18.56. Электрычны награвальнік, уключаны ў сетку напружаннем U = =220 В, выраблены з канстантанавага дроту, які павінен награвацца да /2 = =420 ° С пры тэмпературы навакольнага асяроддзя /] = 20 ° С. Вызначыць магутнасць награвальніка, даўжыню I, дыяметр d дроту, калі вядома, што шчыльнасць току ў канстантанавым дроце не павінна перавышаць J = 15,2 МА/м2 . Каэфіцыент цеплааддачы прыняць роўным к = 64,7 Вт/ (м 2-К).
18.57. Прымаючы ахаладжэннс напальвасмага дроту ў паветры прама прапарцыянальным рознасці тэмпсратур дроту і паветра і змянснне супраціўлення яго з паніжэннем тэмпсратуры нязначным, паказаць, што адноснае падоўжаннедроту, напальваемагатокам, прама прапарцыянальнае квадрату току.
"і8.58. Маюцца два праваднікі квадратнага сячэння, выраблсныя з аднаго і таго ж матэрыялу. Старана сячэння аднаго дроту ^ = 1 мм, а другога — й2 = 4 мм. Для таго, каб расплавіць першы дрот, патрэбна сіла току /] = 10 А. Якой павінна быць сіла току /2 , каб раплавіць другі дрот?
18.59. Якая колькасць цеплыні вылучаецца ў ланцугу (рыс. 18.40) пры пераключэнні ключа К са становішча 1 ў становішча 2, калі ЭРС крыніцы току S, ёмістасць кожнага кандэнсатара С?
18.60. Дыёд уключаны ў ланц^г (рыс. 18.41, а). Ідэалізаваная вольт-амперная характарыстыка дыёда, які ўключаны ў ланцуг (рыс. 18.41, а),
Рыс.18.40
Рыс.18.41
Рыс. 18.42
паказана на рыс. 18.41, б. Кандэнсатар папярэдне не зараджаны. Ключ К замыкаюць. Якая колькасць цеплыні выдзеліцца на правадніку R пры зарадзе кандэнсатара? Емістасць кандэнсатара С, ЭРС крыніцы току 5. Унутранаесупраціўленнекрыніцытоку не ўлічваць.
18.61. Рашыць задачу 18.60 для схемы, паказанай на рысунку 18.42, а. Вольт-амперная характарыстыка дыёда паказана на рыс. 18.42, б.
18.62. Якім павінна быць сячэнне свінцовага засцерагальніка, калі вядома,што ён плавіцца пры павышэнні на = 10 0 С тэмпературы праводкі, выкананай з меднага дроту сячэннем 5 = 5мм2 2 Пачатковая тэмпература I, = 20 ° С. Аддачу цеплыні ў навакольнае асяроддзе не ўлічваць.
18.63. У ланцуг, які складзены з меднага дроту плошчай папярочнага сячэння Sj =3 мм2, падключаны свінцовы засцерагальнік плошчай папярочнага сячэння S2 = Імм2. На якое павелічэнне тэмпературы правадоў пры караткім замыканні ланцуга разлічаны гэты засцерагальнік? Лічыць, што пры кароткім замыканні з прычыны кароткатэрміновасці працэсу ўся вылучаная цеплыня ідзе на награванне ланцуга. Пачатковая тэмпература засцерагальніка /0 = 17 ° С.
18.64. Электрычны чайнік мае дзве абмоткі. Пры ўключэнні адной з іх вада ў чайніку закіпае праз t j = 15 мін, пры ўключэнні другой — праз /2 = =30 мін. Праз які час t закіпіць вада ў чайніку, калі ўключыць дзве абмоткі: 1) паслядоўна; 2) паралельна?
18.65. Награвальны элсмент, што выраблены з ніхромавага дроту дыяметрам с/ = 0,15 мм, разлічаны на напружанне6/=220 В і павінсн награвацца да /2 = 450 ° С пры тэмпературы навакольнага асяроддзя /[ = 20 ° С. Знайсці сілу току ў награвальніку, даўжыню провада і магутнасць награвальніка, калі каэфіцыент цеплааддачы к = 75,6 Вт/ (м2-К).
18.66. Электрычны чайнік умяшчальнасцю 1,5дм3 мае супраціўленне награвальнага элемента 80 Ом, ККДз 80 % і працуе пры напружанні 220 В. Пачатковая тэмпература вады 20 ° С. Вызначыць магутнасць току, якую спажывае чайнік, сілу току ў награвальным элеменце, час, на працягу якога вада ў чайніку закіпіць, і kqiiit энергіі, калі 1 кВтгадз. каштуе 40 к.
18.67. ЭРС крыніцы 24 В, супраціўленне знешняга ланцуга 10 Ом, падзенне напружання ўнутры крыніцы ЭРС 4 В. Вызначыць напружанне на заціскачках крыніцы, сілу току ў ланцугу, унутранае супраціўленне крыніцы, магутнасць страт энергіі ўнутры крыніцы і поўную магутнасць.
18.68. 3 якім ККДз працуе свінцовы акумулятар, ЭРС якога 5 = 2,15 В, калі ў знешнім ланцугу супраціўленнем R = 0,25 Ом сіла току 1 = 5 А? На
якую максімальную карысную магутнасць разлічаны акумулятар? Як зменіцца пры гэтым яго ККДз?
18.69. Пададзеных задачы 18.67 пабудаваць графік змянення: 1) сілы току I ў ланцугу; 2) поўнай магутнасці крыніцы; 3) магутнасці току, перадаваемай у знешні ланцуг; 4) напружання на заціскачках крыніцы; 5) ККДз крыніцы як функцыі пераменнага знешняга супраціўлення, узяўшы наступныя яго значэнні: 0 Ом; 1; 2; 4; 10; 22; 46 Ом.
18.70. Батарэя з ЭРС 50 В і ўнутраным супраціўленнем 5 Ом замыкаецца на знешняе пераменнае супраціўленне, якое дае магчымасць змяняць сілу току ў ланцугу ад 0 да 10 А паслядоўна праз 1 А. Пабудаваць графік залежнасці ад сілы току: 1) магутнасці току, якая аддаецца ў знешні ланцуг; 2) магутнасці, якая рассейваецца ўнутры крыніцы; 3) поўнай магутнасці; 4) ККДз крыніцы току.
18.71. Батарэя з ЭРС 40 В і ўнутраным супраціўленнем 5 Ом замыкаецца на знешняе супраціўленне, якое можна мяняць ад 0 да 35 Ом. Пабудава’ць графік залежнасці ад знсшняга супраціўлення: 1) магутнасці току, якая аддаецца ў знешні ланцуг; 2) магутнасці страт энергіі ўнутры крыніцы; 3) поўнай магутнасці; 4) ККДз крыніцы току.
18 72. Пры якім значэнні супраціўлення знешняга ланцуга тая магутнасць, што аддаецца крыніцай току ў знешні ланцуг, максімальная і якія пры гэтым сіла току і магутнасць?
§ 19. ТЭРМАЭЛЕКТРОННАЯ ЭМІСІЯ I КАНТАКТНЫЯ З’ЯВЫ *
Работа выхаду электрона з металу
A е<р .
Залежнасць шчыльнасці тэрмаэлектроннага току ад напружання на анодзе (насычанасць не мае месца) выражаеіша формулай Багуслаўскага—Лангмюра:
J KU3^2,
дзе К — пастаянная, йіто характарызуе памеры і форму электродаў і не залежыць ад тэмпературы катода.
Для плоскіх электродаў
дзе d — адлегласць паміж плоскімі электродамі.
Залежнасць йічыльнасці току насычанасці ад тэмпературы выражаецца формулай Рычардсона—Дэшмана:
JH вт1е'АІ(kT} ,
дзе В — пастаянная: В 602 кА/ ); k — пастаянная Больцмана; Т —тэрмадынамічная тэмпература катода.
Кантактная рознасць патэнцыялаў:
знешняя Ду ( Аэ A < ) / е ,
е 1 кТ 1 п,
унутраная — 1 п — ,
дзе »] і «2 — канцэнтрацыя электронаў праводнасці ў кантактуючых металаў.
У абнежаваным інтэрвале тэмператур тэрмаЭРС Е залежыць ад рознасці тэмперату р спаяў для ланцуга з двух розных металаў:
Е а(Т2 - ,
дзе a — каэфіцыент, які залежыць ад прыроды кантактуючых металаў.
Тэрмаэлектронная эмісія
19.1. Электрон, які мае скорасць 1,3 Мм/с, стукаецца аб пласціну з цэзія. Ці вырвецца новы электрон з пласцінкі? Калі так, то якой найменшай скорасцю павінен ён валодаць?
19.2. У электроннай лямпе ток насычанасці дасягае значэння /н = 2,86 мкА пры тэмпературы вальфрамавага валаска катода Т = 2 кК. Знайсці дыяметр валаска катода, калі даўжыня яго 1 = 2 см.
19.3. У колькі разоў зменшыцца ўдзельная тэрмаэлектронная эмісія вальфраму, які мае тэмпературу 2400 К, калі павысіць тэмпературу вальфрамунаІООК?
19.4. На анодзе электроннай лямпы за 1 гадзіну работы вылучылася 63 Дж энергіі пры сіле току ў лямпе 6,3 мА. Знайсці скорасць электронаў катоднага пучка, лічачы, што вылучэнне цеплыні адбываецца толькі за кошт кінетычнай энергіі электронаў.
19.5. Напружанасць поля паміж анодам і катодам тэлевізійнай трубкі, якія знаходзяцца на адлегласці 10 см адзін ад аднаго, роўная 100 кВ/м. Знайсці скорасць і энергію электронаў у момант удару іх аб экран трубкі, калі лічыць поле аднародным.
19.6. Анодны ток электроннай лямпы 10 мА. Колькі электронаў вылятае кожную секунду з катода лямпы?
19.7- Знайсці круцізну характарыстыкі трохэлектроднай лямпы і сярэдняе ўнутранае супраціўленне яе на ўчастку змены аноднага напружання ад 55 да 80 В, якая выклікае змену аноднага току ад 40 да 70 мА, калі каэфіцыент узмацнення роўны 1.
19.8. Трохэлектродная лямпа мае ўнутранае супраціўленне 3 кОм і круцізну характарыстыкі 3 мА/В. Знайсці каэфіцыент узмацнення гэтай лямпы.
19.9. Унутранае супраціўленне трохэлектроднай лямпы з каэфіцыентам узмацнення 40 роўнае 8 кОм. Знайсці змену аноднага току і круцізну характарыстыкі, калі змена аноднага напружання складае 120 В.
19.10. Вызначыць канцэнтрацыю электронаў у пучку электронна-прамянёвай трубкі асцылографа паблізу экрана. Плошча сячэння пучка 5 = 1,0 мм2 , сіла току 1= 1,6 мкА. Электроны вылятаюць з катода без пачатковай скорасці і паскараюцца паміж катодам і анодам электрычным полем з рознасцю патэнцыялаў U28,5 кВ.
Кантактныя з’явы
19.11. Які найбольшы зарад можа прайсці па тэрмапары медзь —плаціна пры паглынанні гарачым спаем Q = 4,19 Дж энергіі? Тэмпература гарачага спаю Zj = 100 ° С, халоднага /2 = 0 ° С, ЭРС Е = 0,76 мВ.
19.12. Тэрмапара вісмут — жалеза з тэрмаэлектрычнай пастаяннай a = =92 мкВ/К і супраціўленнем R = 5,0 Ом далучана да гальванометра з унутраным супраціўленнем R г= 110 Ом. Якую сілу току пакажа гальванометр, калі тэмпература аднаго спаю тэрмапары ?! = 100° С, а другога /2 = 0° С?
19.13. Для вымярэння тэмпературы асяроддзя ў яго пагружаюць адзін спай тэрмапары нікель—хром з пастаяннай a = 0,5 мкВ/К, якая далучана да гальванометра з унутраным супраціўленнем 2 кОм і цаной дзялення 10 нА/дзял. Чаму роўна тэмпература асяроддзя, калі пры тэмпературы другога спаю 15 0 С адхіленне стрэлкі гальванометра складае 25 дзяленняў?
19.14. Вызначыць ЭРС тэрмаэлемента пры рознасці тэмператур спаяў 500 К, калі тэрмаэлектрычная пастаянная яго 50 мкВ/К.
19.15. Вызначыць супраціўленне гальванометра з цаной дзялення шкалы 15 нА/дзял., калі супраціўленне тэрмапары 6 Ом і ёю можна вымяраць мінімальнае змяненне тэмпературы 6 мК. Тэрмаэлектрычная пастаянная тэрмапары 50 мВ/К. Адхіленне стрэлкі гальванометра 10 дзяленняў.
19.16. Работа выхаду электронаў з медзі 4,47 эВ, а з свінцу 3,47 эВ. Якая знешняя кантактная рознасць патэнцыялаў у злучэнні гэтых двух металаў? Лічыць канцэнтрацыі электронаў праводнасці аднолысавымі.
19.17. Вызначыцьунутрануюкантактную рознасць патэнцыялаў паміж меддзю і калісм пры тэмпературы 27 0 С.
КНІГІ ОНЛАЙН
