§ 26. Электрические колебания
Глава IV. КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ
Страницы переведены на новый сайт:
СБОРНИК ЗАДАЧ ПО ЭЛЕМЕНТАРНОЙ ФИЗИКЕ
https://myeducation.su/sbornik-zadach-po-elementarnoj-fizike/
Ниже можете посмотреть текст для быстрого ознакомления (в них формулы отображаются не корректно). Эти тексты и форма поиска на сайте просто помогут Вам быстрее найти нужную информацию.
Электрические колебания
671. Для чего в телефонной трубке нужен постоянный
магнит? Почему напряженность магнитного поля этого маг-
нита должна быть больше максимальной напряженности
магнитного ноля, создаваемого током, проходящим по об-
могке катушкителефона?
ЗАДАЧИ ПО ФИЗИКЕ.
Свойства пара.
Элементарная физика.
872. Найти частоту собственных колебаний в контуре,
ооетоящем изсоленоида длины /= 15 ем, площади поперсч-
131 Электрические колебания, Физика элементарных частиц
ного сечения S i= 1 см2 и плоского конденсатора с площадью
пластин S2= 6 см2 и расстоянием между ними d=0,1 см,
Число витков соленоида iV=1000.
673. Электрический контур состоит из конденсатора постоянной
емкости и катушки, в которую может вдвигаться
сердечник. Один сердечник спрессован из порошка магнитного
соединения железа (феррита) и является изолятором.
Другой сердечник изготовлен из меди. Как изменится
частота собственных колебаний контура, если в катушку
вдвинуть 1) медный сердечник? 2) сердечник из
феррита?
674. Что произойдет, если заряженный конденсатор соединить
сверхпроводником с таким же незаряженным конденсатором?
675. На вертикально отклоняющие пластины осциллографа
подано напряжение K1=Ki0cos(o/, а на горизонтально
отклоняющие — напряжение К2=Кгоcos (Ы—<р). Найти траекторию
электронного луча на экране осциллографа при
разности фаз между напряжениями на пластинах ф ^ я /2
И ф2=Я.
676. На рис. 235 изображена схема, состоящая из батареи
Е, неоновой лампы N, конденсатора С и сопротивления
R. Характеристика неоновой лампы (зависимость тока в
лампе от напряжения) имеет
вид, изображенный на
рис. 236. При малых напряжениях
ток через лампу
не идет. Когда потен-
циал на лампе достигает величины V3 (потенциал зажигания),
лампа вспыхивает, ток скачком достигает конечной
величины / 3 и в дальнейшем растет пропорционально V.
При уменьшении напряжения убывание тока происходит
медленнее, чем происходило возрастание. Лампа гаснет
при потенциале гашения Vr. Начертить примерную зависи
132 Электрические колебания, Физика элементарных частиц
мость изменения напряжения на конденсаторе от времени
при замыкании ключа К-
677. Как будет изменяться период релаксационных
колебаний в схеме с неоновой лампой (см. задачу 676)
при изменении емкости конденсатора С и сопротивления
R ?
678. Входящий в колебательный контур плоский конденсатор
таков, что его пластины могут перемещаться друг
относительно друга. Каким образом посредством перемещения
пластин осуществить параметрическую раскачку
контура?
133 Электрические колебания, Физика элементарных частиц
§ 25. Механические колебания. Ответы
671. Без постоянного магнита было бы удвоение частоты колебаний.
В этом случае при- прохождении через катушку телефона синусоидального
тока мембрана
совершала бы два колебания
за один период колебаний
-тока, так как график
напряженности магнитного
поля И, создаваемого этим
током, имел бы вид, указанный
на рис. 485, а, а сила
притяжения мембраны не
зависит от знака Н.
При наличии постоянного
магнита, создающего
напряженность магнитного
поля, превышающую-максимальную
напряженность
поля тока, график резуль-
* тирующей напряженности
Рис. 485. имеет вид, изображенный на
рис. 485, б. Поэтому одно —
колебание тока будет соответствовать одному колебанию мембраны,
и звук будет значительно меньше искажаться.
672. Частота собственных колебаний v = 1/2я У~1С. Так как
L = p 0W2S1/l, C = e 0S3/d,
то ’
V==a r V 0е|х0 24-105Гц-
673. Частота собственных колебаний контура определяется формулой
Томсона ш== 1/У LC:
1) Если в катушке находится медный сердечник, то при периодических
изменениях магнитного поля катушки в нем возникнут
индукционные токи (токи Фуко), магнитнор поле которых будет
ослаблять магнитное поле катушки. Это приведет к уменьшению
индуктивности катушки и, следовательно, к увеличению частоты со.
2) Если внести в кауушку сердечник из феррита, то магнитное
пода катушки увеличится. Соответственно увеличится индуктивность L
катушки, а частота <в уменьшится.
674. В системе возникнут незатухающие (если пренебречь незна-
чительныйи потерями энергии на излучение электромагнитных волн)
358 Электрические колебания, Физика элементарных частиц. Ответы.
колебания. В момент, когда заряд распределен поровну между
конденсаторами, энергия электростатического поля минимальна, во
сила тока и энергия магнитного поля максимальны. Полная энергия
.не изменяется, но происходит переход энергии из одной формы
в другую.
675. Смещение электронного луча под влиянием поданного напряжения
вдоль вертикали запишется следующим образом:
х = 21^1- иУ1 0 cos a t. = a cos a t/
(см. задачу 559). Вдоль горизонтали (ось у) смещение луча равно
у = ■— 1Л,„ cos (at —ф) = 6 сод (at — <р).’
Для получения траектории нужно исключить из данных уравнений
время. После несложных
преобразований будем иметь
хг , уг 2ху . „
С08ф=8Ш ф-
Если %== я/2, то л2/а2-f-y%jb* = 1,
Эго—уравнение эллипса.’ Если
ср2= я , то х = —(а/b) у, т. е. колебания
луча происходят вдоль прямой;
составляющей с осью х угол а,
определяемый равенством tg а =
=Ь/а (рис. 486).
676. Зависимость напряжения
рг времени изображена иа рис. 487.
Напряжение я а конденсаторе (кривая Оо) возрастает до тех пор,
рока не достигнет V3. В этот момент лампа зажигается, и конденсатор
разряжается через лампу (кривая ab), пока напряжение не
падает до VT. После этого процесс повторяется. Возникают так называемые
релаксационные колебания, период которых равен т.
Ток зарядки и разрядки конденсатора не является постоянным,
так как зависит от напряжения на конденсаторе (напри~
359 Электрические колебания, Физика элементарных частиц. Ответы.
мер, при зарядке уменьшается . с ростом напряжения). Поэтому Оа,
ab, Ьс и т. д. не являются отрезками прямых.
677. При увеличении емкости время зарядки конденсатора до
потенциала Va и разрядки до Vr увеличится. Следовательно, возрастет
и период. Увеличение R вызовет уменьшение тока зарядки
конденсатора и, следовательно, также приведет к увеличению
периода.
678. Когда заряд на пластинах конденсатора достигнет своего
максимального значения, пластины следует раздвинуть. Чтобы преодолеть
силы притяжения между пластинами, при этом нужно совершить
работу. Эта работа идет на увеличение энергии контура. Когда
заряд равен нулю, пластины следует сдвинуть до прежнего положения.
При «этом энергия в контуре не изменится.
360 Электрические колебания, Физика элементарных частиц. Ответы.
