Тема: Электрические и магнитные свойства вещества

№1

Вещество является однородным изотропным диамагнетиком, если …

магнитная восприимчивость мала, вектор намагниченности направлен в сторону, противоположную направлению внешнего магнитного поля

магнитная восприимчивость мала, вектор намагниченности направлен в ту же сторону, что и внешнее магнитное поле

магнитная восприимчивость велика, вектор намагниченности направлен в ту же сторону, что и внешнее магнитное поле

магнитная восприимчивость велика, вектор намагниченности направлен в сторону, противоположную направлению внешнего магнитного поля

Решение:
К диамагнетикам относятся вещества, магнитные моменты атомов, молекул или ионов которых в отсутствие внешнего магнитного поля равны нулю. При внесении диамагнетика во внешнее магнитное поле атомы (молекулы) вещества приобретают наведенные магнитные моменты, направленные в сторону, противоположную внешнему полю (диамагнитный эффект). Поэтому магнитная восприимчивость X диамагнетиков отрицательна и
~ , то есть значительно меньше единицы.

№2

На рисунке представлены графики, отражающие характер зависимости поляризованности Рдиэлектрика от напряженности внешнего электрического поля Е.

Полярным диэлектрикам соответствует кривая …

3

Решение:
К полярным диэлектрикам относятся диэлектрики, молекулы (атомы) которых обладают отличным от нуля дипольным моментом в отсутствие внешнего электрического поля. Однако в результате теплового движения молекул векторы их дипольных моментов ориентированы беспорядочно, и поляризованность Р = 0. При внесении полярного диэлектрика во внешнее электрическое поле наблюдается ориентационная поляризация: внешнее электрическое поле стремится ориентировать дипольные моменты полярных молекул по направлению вектора напряженности поля. Этому препятствует хаотическое тепловое движение молекул. В итоге совместного действия поля и теплового движения молекул имеет место преимущественная ориентация дипольных моментов в направлении поля, возрастающая с увеличением напряженности поля (и уменьшением температуры). В очень сильном электрическом поле (и при достаточно низкой температуре) дипольные моменты всех молекул располагаются практически параллельно полю. При этом поляризованность полярного диэлектрика достигает максимального значения (но существенно меньшего по сравнению с сегнетоэлектриками). Все указанные особенности поляризованности полярных диэлектриков отражает кривая 3.

№3

Точка Кюри для кобальта равна 1403 К. При температуре 1150°С кобальт ведет себя во внешнем магнитном поле как …

парамагнетик

диамагнетик

ферромагнетик

ферроэлектрик

Решение:
Для каждого ферромагнетика имеется определенная температура, называемая точкой Кюри, при которой вещество утрачивает ферромагнитные свойства. При температуре выше точки Кюри ферромагнетик ведет себя во внешнем магнитном поле как парамагнетик. По условию t=1150°C, по шкале Кельвина Т=1423 К, что выше температуры Кюри. Следовательно, кобальт ведет себя во внешнем магнитном поле при указанной температуре как парамагнетик.

№4

На рисунке показана зависимость магнитной проницаемости от напряженности внешнего магнитного поля Н для …

ферромагнетика

диамагнетика

парамагнетика

любого магнетика

Решение:
Отличительной особенностью ферромагнетиков является зависимость магнитной проницаемости от напряженности внешнего поля. Для парамагнетиков и диамагнетиков величина – постоянная для данного вещества.

№5

Диэлектрическая проницаемость полярных газообразных диэлектриков зависти от…

Решение:

Диэлектрическая проницаемость диэлектрическая восприимчивость, независящая от напряженности электрического поля и характеризующая св-ва диэлектрика :дипольные моменты молекул и их концентрацию. Поскольку у полярных диэлектриков наблюдается ориентационная поляризация, диэлектрическая восприимчивость, а следовательно ,диэлектрическая проницаемость зависит от температуры.

Варианты ответа:

Укажите не менее двух вариантов ответа

Напряженности электрического поля

№6

Вещество является однородным изотропным парамагнетиком,если магнитная восприимчивость…

Решение:

К парамагнетика относятся в-ва ,атома(молекулы) которых обладают собственным магнитным моментом.

Однако из-за теплового движения молекул их магнитные моменты ориентированны беспорядочно в отсутствие внешнего магнитного поля,и намагниченность в-ва в этих условиях равна нулю.При внесении парамагнетика во внешнее магнитное поле устанавливается преимущественая ориентация магнитных моментов атомов(молекул)в направлении поля.Таким образом,парамагнетик намагничивается ,создавая собственное магнитное поле ,совпадающее по направлению с внешним полеми усиливающее его.Диамагнитный эффект наблюдается и в парамагнетиках,но он значительно слабее парамагнитного и поэтому остается незаметным.Магнитная восприимчивость парамагнетиковположительна,значительно меньше единицы и составляет величину

Ответ:

Мала,вектор намагниченности направлен в ту же сторону,что и вектор напряжености внешнего магнитного поля.

Тема: Свободные и вынужденные колебания

№1

В колебательном контуре, состоящем из катушки индуктивности конденсатора
и сопротивления время релаксации в секундах равно … 4

Решение:
Коэффициент затухания равен . Время релаксации τ – это время, в течение которого амплитуда колебаний уменьшается в e (~ 2,7) раз.

№2

На рисунках изображены зависимости от времени координаты и ускорения материальной точки, колеблющейся по гармоническому закону.

Циклическая частота колебаний точки равна …2

№3

На рисунке представлена зависимость амплитуды вынужденных колебаний математического маятника от частоты внешней силы при слабом затухании.

Длина нити маятника (в см) равна … 10

Решение:
На графике представлена резонансная кривая. Если частота вынуждающей силы равна резонансной частоте, амплитуда вынужденных колебаний достигает максимального значения. При слабом затухании резонансная частота практически равна собственной частоте колебаний математического маятника
Отсюда

№4

Шарик, прикрепленный к пружине и насаженный на горизонтальную направляющую, совершает гармонические колебания.

На графике представлена зависимость проекции силы упругости пружины на ось X от координаты шарика

Работа силы упругости при смещении шарика из положения B в положение О (в мДж) составляет …40

№5

Колебание материальной точки, возникающее под действием внешней периодически изменяющейся силы, происходит по закону:

, где – коэффициент затухания; и циклические частоты соответственно собственных и вынужденных колебаний; амплитуда вынуждающей силы, отнесенная к массе тела. Зависимость смещения материальной точки от времени имеет вид, показаний на рисунке…

Решение

Уравнение вынужденных колебаний - это линейное неоднородное дифференциальное уравнение, решение которого равно сумме общего решения однородного уравнения и частного решения неоднородного уравнения . Общее решение играет существенную роль только в начальной стадии процесса установления гармонических колебаний с частотой вынужденных колебаний постепенно нарастает, и затем устанавливается гармоническое колебание с частотой вынуждающей силы:

№6

Шарик ,прикрепленный к пружине(пружинный маятник) и насажденный на горизонттальную направляющую,совершаетгармонические колебания.

На графике представлена зависимость проекции силы упругости пружины на положительное направление оси Х от координаты шарика.

В положении В энергия пружинного маятника в мДж равна…

Решение:

В положении В пружинный маятник обладает потенциальной энергией, кинетическая энергия равна нулю.Потенциальную энергию можно найти по формуле П= - коэффициент жесткости пружины, х-растяжение(сжатие)пружины.Жесткость пружины можно определить,используя график: .Величину растяжения(сжатия)пружины в положении B также можно определить из графика:x=40

Тема: Сложение гармонических колебаний

№1

Сопротивление, катушка индуктивности и конденсатор соединены последовательно и включены в цепь переменного тока, изменяющегося по закону (А). На рисунке представлена фазовая диаграмма падений напряжения на указанных элементах. Амплитудные значения напряжений соответственно равны: на сопротивлении ; на катушке индуктивности ; на конденсаторе

Установите соответствие между сопротивлением и его численным значением.
1. Активное сопротивление
2. Реактивное сопротивление
3. Полное сопротивление

1 40 Ом

2 30 Ом

3 50 Ом

20 Ом

Решение:

Используем метод векторных диаграмм. Длина вектора равна амплитудному значению напряжения, а угол, который вектор составляет с осью ОХ, равен разности фаз колебаний напряжения на соответствующем элементе и колебаний силы тока в цепи. Сложив три вектора, найдем амплитудное значение полного напряжения: . Величина
Полное сопротивление контура найдем по закону Ома: , где U₀ ,I₀ – амплитудные значения напряжения и силы тока. Амплитудное значение силы тока, как это следует из закона его изменения, равно 0,1 А. Тогда Активное сопротивление Полное сопротивление цепи равно: , где
реактивное сопротивление; X_L , X_C – индуктивное и емкостное сопротивления соответственно. Отсюда

№2

Складываются взаимно перпендикулярные колебания. Установите соответствие между законами колебания точки вдоль осей координат и формой ее траектории.

1.

2.

3.

1.прямая линия

2.эллипс

3.фигура Лиссажу

синусоида

Решение:
При одинаковой частоте колебаний вдоль осей исключив параметр времени, можно получить уравнение траектории:
.
Если разность фаз колебаний , то уравнение преобразуется к виду , или , что соответствует уравнению прямой:

Если , то , что является уравнением эллипса.
Если складываются колебания с циклическими частотами mω и nω, где m и n – целые числа, точка М описывает сложную кривую, которую называют фигурой Лиссажу. Форма кривой зависит от соотношения амплитуд, частот и начальных фаз складываемых колебаний.

№3

Складываются два гармонических колебания одного направления с одинаковыми частотами и равными амплитудами A₀ Установите соответствие между амплитудой результирующего колебания и разностью фаз складываемых колебаний.
1.
2. 0
3.

1

2

3

№4

Складываются два гармонических колебания одного направления с одинаковыми частотами и равными амплитудами А₀ Установите соответствие между разностью фаз складываемых колебаний и амплитудой результирующего колебания.

1. π/3

2. π

3. 0

1.

2.0

3.

Решение

Амплитуда результирующего колебания, полученного при сложении двух гармонических колебаний одного направления с одинаковыми частотами, определяется по формуле , где А₁ и А₂ - амплитуды, - разность фаз складываемых колебаний. Если разность фаз то и Если то А=0. Если

то .

№5

Сопротивление, катушка индуктивности и конденсатор соединены последовательно и подключены к источнику переменного напряжения, изменяющегося по закону

(В). На рисунке представлена фазовая диаграмма падений напряжений на указанных элементах. Установите соответствие между амплитудными значениями напряжений на этих элементах и амплитудным значением напряжения источника.

1.

2.

1.5B

2.

11B

№6

Складываются два гармоничных колебания одного направления с одинаковыми периодами. Результирующее колебание имеет максимальную амплитуду при разности фаз, равной …

Решение.

Амплитуда результирующего колебания, полученного при сложении двух гармонических колебаний одного направления с одинаковыми частотами, определяется по формуле , где и - амплитуда складываемых колебаний; и - их начальные фазы. Следует заметить, если равны периоды колебаний, то равны и их частоты, так как . Амплитуда результирующего колебания будет максимальной, если , следовательно,

ü 0

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: