Вариант 2, страница 20 - гдз по физике 11 класс самостоятельные и контрольные работы Ерюткин, Ерюткина

Авторы: Ерюткин Е. С., Ерюткина С. Г.
Тип: Самостоятельные и контрольные работы
Серия: классический курс
Издательство: Просвещение
Год издания: 2020 - 2025
Уровень обучения: базовый и углублённый
Цвет обложки: фиолетовый
ISBN: 978-5-09-097-598-8
Популярные ГДЗ в 11 классе
Контрольная работа. Колебания и волны. Колебания и волны - страница 20.
Вариант 2 (с. 20)
Условие. Вариант 2 (с. 20)
скриншот условия

Вариант 2
1. Начальная фаза колебаний математического маятника составляет рад. Определите амплитуду колебаний, если в начальный момент времени смещение составило 2,5 мм.
2. Скорость звука в некоторой среде равна 600 м/с, а длина волны этого звука равна 2 м. Чему равна частота колебаний в этой среде?
3. Период электромагнитных колебаний в колебательном контуре, содержащем конденсатор электроёмкостью 2 мкФ, равен 1 мс. Вычислите значение индуктивности контура.
4. Трансформатор понижает напряжение от 240 В до 12 В. Во сколько раз отличается число витков в первичной обмотке от числа витков во вторичной обмотке?
5. Действующее значение силы тока в цепи переменного тока равно 8 А. Определите амплитудное значение силы тока.
Решение. Вариант 2 (с. 20)
1. Начальная фаза колебаний математического маятника составляет $\frac{\pi}{3}$ рад. Определите амплитуду колебаний, если в начальный момент времени смещение составило 2,5 мм.
Дано:
Начальная фаза $\phi_0 = \frac{\pi}{3}$ рад
Смещение в начальный момент времени $x(0) = 2,5$ мм
Перевод в СИ:
$x(0) = 2,5 \times 10^{-3}$ м
Найти:
Амплитуда колебаний $A$ - ?
Решение:
Уравнение гармонических колебаний имеет вид: $x(t) = A \cos(\omega t + \phi_0)$, где $x$ - смещение от положения равновесия в момент времени $t$, $A$ - амплитуда колебаний, $\omega$ - циклическая частота, $\phi_0$ - начальная фаза.
В начальный момент времени $t=0$, уравнение принимает вид:
$x(0) = A \cos(\omega \cdot 0 + \phi_0) = A \cos(\phi_0)$
Из этого соотношения выразим искомую амплитуду $A$:
$A = \frac{x(0)}{\cos(\phi_0)}$
Подставим числовые значения из условия задачи. Значение косинуса для начальной фазы $\frac{\pi}{3}$ равно:
$\cos(\frac{\pi}{3}) = \frac{1}{2} = 0,5$
Теперь рассчитаем амплитуду:
$A = \frac{2,5 \text{ мм}}{0,5} = 5$ мм
Ответ: амплитуда колебаний равна 5 мм.
2. Скорость звука в некоторой среде равна 600 м/с, а длина волны этого звука равна 2 м. Чему равна частота колебаний в этой среде?
Дано:
Скорость звука $v = 600$ м/с
Длина волны $\lambda = 2$ м
Найти:
Частота колебаний $\nu$ - ?
Решение:
Связь между скоростью распространения волны ($v$), её длиной ($\lambda$) и частотой ($\nu$) описывается основной формулой волны:
$v = \lambda \cdot \nu$
Чтобы найти частоту колебаний, выразим $\nu$ из этой формулы:
$\nu = \frac{v}{\lambda}$
Подставим данные из условия:
$\nu = \frac{600 \text{ м/с}}{2 \text{ м}} = 300$ Гц
Ответ: частота колебаний в этой среде равна 300 Гц.
3. Период электромагнитных колебаний в колебательном контуре, содержащем конденсатор электроёмкостью 2 мкФ, равен 1 мс. Вычислите значение индуктивности контура.
Дано:
Период колебаний $T = 1$ мс
Электроёмкость конденсатора $C = 2$ мкФ
Перевод в СИ:
$T = 1 \text{ мс} = 1 \times 10^{-3}$ с
$C = 2 \text{ мкФ} = 2 \times 10^{-6}$ Ф
Найти:
Индуктивность контура $L$ - ?
Решение:
Период собственных электромагнитных колебаний в идеальном LC-контуре определяется формулой Томсона:
$T = 2\pi\sqrt{LC}$
Чтобы найти индуктивность $L$, выразим её из этой формулы. Для этого сначала возведём обе части уравнения в квадрат:
$T^2 = (2\pi)^2 LC = 4\pi^2 LC$
Теперь выразим $L$:
$L = \frac{T^2}{4\pi^2 C}$
Подставим значения величин в системе СИ:
$L = \frac{(1 \times 10^{-3} \text{ с})^2}{4\pi^2 \cdot (2 \times 10^{-6} \text{ Ф})} = \frac{1 \times 10^{-6}}{8\pi^2 \times 10^{-6}} = \frac{1}{8\pi^2}$ Гн
Вычислим числовое значение, используя $\pi \approx 3,14$:
$L \approx \frac{1}{8 \cdot (3,14)^2} \approx \frac{1}{8 \cdot 9,86} \approx \frac{1}{78,88} \approx 0,0127$ Гн
Это значение можно выразить в миллигенри: $0,0127 \text{ Гн} = 12,7$ мГн.
Ответ: значение индуктивности контура составляет примерно 0,0127 Гн (или 12,7 мГн).
4. Трансформатор понижает напряжение от 240 В до 12 В. Во сколько раз отличается число витков в первичной обмотке от числа витков во вторичной обмотке?
Дано:
Напряжение на первичной обмотке $U_1 = 240$ В
Напряжение на вторичной обмотке $U_2 = 12$ В
Найти:
Отношение числа витков $\frac{N_1}{N_2}$ - ?
Решение:
Для идеального трансформатора отношение напряжений на обмотках равно отношению числа витков в них. Это соотношение называется коэффициентом трансформации $k$:
$k = \frac{U_1}{U_2} = \frac{N_1}{N_2}$
Вопрос "во сколько раз отличается число витков" требует найти именно это отношение $\frac{N_1}{N_2}$.
Подставим данные значения напряжений:
$\frac{N_1}{N_2} = \frac{240 \text{ В}}{12 \text{ В}} = 20$
Это означает, что число витков в первичной обмотке в 20 раз больше, чем во вторичной.
Ответ: число витков в первичной обмотке в 20 раз больше, чем число витков во вторичной обмотке.
5. Действующее значение силы тока в цепи переменного тока равно 8 А. Определите амплитудное значение силы тока.
Дано:
Действующее значение силы тока $I_{действ} = 8$ А
Найти:
Амплитудное значение силы тока $I_{ампл}$ - ?
Решение:
Действующее (или эффективное) значение силы синусоидального переменного тока $I_{действ}$ и его амплитудное значение $I_{ампл}$ связаны формулой:
$I_{действ} = \frac{I_{ампл}}{\sqrt{2}}$
Из этой формулы выражаем амплитудное значение:
$I_{ампл} = I_{действ} \cdot \sqrt{2}$
Подставляем значение действующей силы тока:
$I_{ампл} = 8 \cdot \sqrt{2}$ А
Для получения числового ответа воспользуемся приближенным значением $\sqrt{2} \approx 1,414$:
$I_{ампл} \approx 8 \cdot 1,414 = 11,312$ А
Округляя результат до одного знака после запятой, получаем:
$I_{ампл} \approx 11,3$ А
Ответ: амплитудное значение силы тока равно $8\sqrt{2}$ А, что приблизительно составляет 11,3 А.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 11 класс, для упражнения Вариант 2 расположенного на странице 20 к самостоятельным и контрольным работам серии классический курс 2020 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению Вариант 2 (с. 20), авторов: Ерюткин (Евгений Сергеевич), Ерюткина (Светлана Григорьевна), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.