Question

7. На прямой провод длиной 10 см, находящийся в однородном магнитном поле с индукцией 2 Тл, действует сила 1 Н. Сила тока в проводе 10 А. Под каким углом к линиям индукции расположен провод? 15. Водонагревателем, работающим от сети с напряжением 220 В при силе тока 14 А, нагрели 40 л воды от 20 до 100°С за 83 мин. Определить потери энергии и КПД нагревателя. 20. Колебательный контур состоит из конденсатора ёмкостью 48 мкФ и катушки индуктивностью 24·10^-3Гн и активным сопротивлением 200 Ом. Определить частоту свободных электромагнитных колебаний в этом контуре. Насколько изменится частота, если пренебречь активным сопротивлением катушки?

Answer 1

1. F=BILsina
sina=F/BIL
sina=1/10*2*0,1=0,5
a=30  °

Answer 2

7. Сила, действующая на провод, обусловлена взаимодействием магнитного поля и электрического тока в проводе и определяется формулой: F = BIlsin(theta), где B - индукция магнитного поля, I - сила тока, l - длина провода, theta - угол между направлением тока и линиями индукции. Подставляя известные значения, получаем: 1 = 2100.1sin(theta) sin(theta) = 1/20 theta = arcsin(1/20) = 2.86 градусов (округляем до двух знаков после запятой). Ответ: угол между проводом и линиями индукции составляет примерно 2.86 градусов.

8. Для определения потерь энергии используем формулу теплового баланса: мощность нагрева = мощность потерь + мощность, ушедшая на нагрев воды. Мощность нагрева равна произведению напряжения на силу тока: P_н = 220 В * 14 А = 3080 Вт. Мощность, ушедшая на нагрев воды, вычисляем по формуле: P_в = c * m * delta_T / t, где c - удельная теплоемкость воды, m - масса воды, delta_T - изменение температуры, t - время нагрева. Подставляя известные значения, получаем: P_в = 4.186 Дж/(градс) * 40000 г * 80 град / (8360 с) = 1285 Вт. Тогда мощность потерь равна: P_п = P_н - P_в = 3080 Вт - 1285 Вт = 1795 Вт. КПД нагревателя определяется как отношение мощности, ушедшей на нагрев воды, к мощности нагрева: КПД = P_в / P_н = 1285 Вт / 3080 Вт ≈ 0.42 (округляем до двух знаков после запятой). Ответ: потери энергии составляют примерно 1795 Вт, КПД нагревателя - примерно 0.42.

9. Для определения частоты свободных колебаний используем формулу: f = 1 / (2pisqrt(L*C)), где L - индуктивность катушки, C - емкость конденсатора. Подставляя извест