Задания для самостоятельной работы
1 Найти КПД теплового двигателя, если газ получает от нагревателя 200 Дж теплоты и отдает холодильнику 135 Дж.
2 Чему равен КПД теплового двигателя, если температура нагревателя 800оС, а температура холодильника 25оС?
3 Оцените максимальное значение КПД, которое может иметь тепловая машина с температурой нагревателя 727 оС и температурой холодильника 27 оС.
4 Каков КПД теплового двигателя, если рабочее тело, получив от нагревателя количество теплоты 1,6 МДж, совершило работу 400 кДж? Какое количество теплоты передано холодильнику?
5 Определите КПД тепловой машины, если за цикл машина получает от нагревателя количество теплоты 100 Дж и отдает холодильнику количество теплоты 60 Дж.
6 Тепловая машина совершает за цикл работу 80 Дж. Определите количество теплоты, которое получает машина от нагревателя за цикл, если её КПД 40 %.
7 Тепловая машина совершает за цикл работу 80 кДж и передает холодильнику количество теплоты 320 кДж. Определите КПД цикла.
8 Паровая машина работает в интервале температур t1 = 120 °С, t2 = 320 °С, получая от нагревателя количество теплоты Q1 = 200 кДж за каждый цикл. Найдите: 1) КПД машины, 2) работу, совершаемую за цикл; 3) количество теплоты, отдаваемое за цикл.
Количество теплоты, получаемое двигателем от нагревателя, 100 Дж, а отдаваемое холодильнику 75 Дж. Найдите КПД двигателя и совершаемую работу
10 Каков максимальный КПД может быть у тепловой машины с температурой нагревателя 1000 К и температурой холодильника 300 К?
|
|
|
Литература:
1 А.П.Рымкевич, задачник по физике 10-11кл. 2010г.
2 Г.Я.Мякишев. учебник-Физика 10 кл. 2010г.
Практическое занятие №11
По теме «Закон Кулона. Напряжённость. Потенциал. Разность потенциалов»
Цель. Закрепить знания по теме «Закон Кулона. Напряжённость. Потенциал. Разность потенциалов», сформировать умения и навыки нахождения физической величины, её выражение из формулы. Научиться решать задачи на применение закона Кулона, на расчет напряженности, потенциала, напряжения, работы электрического поля
Теория:
При покое зарядов их взаимодействие называют электростатическим (электрическим). При движении зарядов их взаимодействие будет отличаться от электростатического. Дополнительное взаимодействие зарядов, обусловленное их движением, называется магнитным. В общем случае при движении зарядов их взаимодействие является электромагнитным. Сила взаимодействия двух точечных электрических зарядов прямо пропорциональна величине зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. 
, где q₁ - величина первого заряда (Кл), q₂ - величина второго заряда (Кл), r - расстояние между зарядами (м), k - коэффициент пропорциональности (k = 9·10⁹ Н·м² / Кл²).
|
|
|
Условия для выполнения закона Кулона:
1 Должны быть точечные заряды
2 Заряженные тела должны быть неподвижными.
a. Напряженность электрического поля равна отношению силы, с которой поле действует на точечный заряд к этому заряду. 
.
3 Характеристики электрического поля:
4 Напряженность – физическая величина, равная отношению силы, с которой электрическое поле действует на пробный электрический заряд, к значению этого заряда. 
[Е] = Н/Кл или В/м
5 
, где q – заряд, создающий электрическое поле
6 r – расстояние между источником поля и точки, в которой необходимо определить напряженность поля
7 ε0 = 8,85∙10-12 Кл2/(Н∙м2)
8 ε – диэлектрическая проницаемость среды
9 Потенциал – отношение потенциальной энергии, которой обладает пробный заряд, помещенный в данную точку поля, к этому заряду.
10 
[φ] = Дж/Кл = В 
Связь между напряженностью и потенциалом электрического поля: 
, где 
- разность потенциала (напряжение)
d – расстояние между эквипотенциальными поверхностями
Эквипотенциальная поверхность – поверхность, во всех точках которой потенциал электрического поля имеет одинаковые значения.
|
|
|
Работа сил электрического поля определяется: 
, 
, где
- потенциальная энергия взаимодействия зарядов
¾ Задача1.
¾ С какой силой взаимодействуют два заряда 2 по 10 нКл, находящиеся на расстоянии 3 см друг от друга?
Дано:
Найти: F-?
Решение:
Задача 2. При перемещении заряда между точками с разностью потенциалов 1 кВ электрическое поле совершило работу 40 мкДж. Чему равен заряд?
Дано:
φ2 − φ1=1 кВ=103 В
A12 =40 мкДж=40 · 10 − 6 Дж
Найти:
q -?
Решение: Из формулы A12 = q(φ2 − φ1) получаем,
что q = A / (φ2 − φ1) = 40 · 10 − 6 / 103 = 4 · 10 − 8 Кл.
Ответ: 4 · 10 − 8 Кл.
Задача 3. В однородном электрическом поле напряженностью 60 кВ/м переместили заряд 5 нКл. Перемещение, равное по модулю 20 см, образует угол 600 с направлением силовой линии. Найти работу поля, изменение потенциальной энергии взаимодействия заряда и поля и напряжение между начальной и конечной точками перемещения. Дать ответы на те же вопросы для случая перемещения отрицательного заряда.
Дано:
Е=60 кВ/м=60 · 103 В/м
q=5 нКл=5 · 10 − 9 Кл
l=20 см=0.2 м
α=600
Найти:
А-?, U-?, ΔW-?
Решение: работу поля по перемещению заряда можно вычислить по формуле A=Eqlcosα = 60·103·5 ·10− 9·0.2·cos600 = 3·10− 5Дж. Изменение потенциальной энергии в данном случае равно совершенной работе, следовательно:ΔW = —A = —3·10− 5Дж (потенциальная энергия уменьшилась).Напряжение определяется через напряженность поля по формуле: U = Ed = Elcos α, поскольку в данном случае в заряд перемещали под углом к направлению силовых линий. Итак,U= 60·103·0.2·cos600= 6000 В. В случае с отрицательным зарядом значенияA и ΔW просто изменят знак.
|
|
|
Ответ:3 10− 5Дж,—3·10− 5Дж,6000 В, -3·10− 5Дж,3·10− 5Дж,6000 В.
Задача 4. Электрон переместился в ускоряющем электрическом поле из точки с потенциалом 200 В в точку с потенциалом 300 В. Найти кинетическую энергию электрона, изменение его потенциальной энергии и приобретенную скорость. Начальную скорость электрона считать равной нулю.
Дано:
φ1=200 В
φ2=300 В
q=1.6 · 10-19 Кл
m=9.1 · 10 – 31кг
Найти:
E-?, ΔW-?, υ-?
Решение: работу, которую совершило поле при перемещении электрона, находим следующим образом: A12 = q(φ2 − φ1) =1.6 10-19 (300 — 200) = 1.6 10-17Дж. Значит изменение потенциальной энергии электрона в поле равно:
ΔW=-A=-1.6·10−17Дж. Это уменьшение компенсируется увеличением его кинетической энергии на такое же значение, что следует из закона сохранения энергии: E = 1.6 10− 17 Дж. Поскольку E = mυ2 / 2,
То υ = √(2E/m) = √(2·1.6 10− 17/9.1 10− 31) = 6 Мм/с.
Ответ: 1.6 10– 5 Дж, —1.6 10− 5Дж, 6 Мм/с.
Задача 5. Какую разность потенциалов должен пройти электрон, чтобы его скорость увеличилась от 10 до 30 Мм/с?
Дано:
υ1=10 Мм/с=10 106 м/с
υ2=30 Мм/с=30 106 м/с
m=9.1 10− 31кг
q=1.6 10-19Кл
Найти:
φ2− φ1-?
Решение: изменение кинетической энергии электрона при прохождении такой разности потенциалов можно найти из соотношения: ΔE = mυ22 / 2 — mυ12 / 2 = 8 / 18 9.1 10 – 31 (30 106) 2= 3.6 10− 16Дж. Это же изменение по закону сохранения энергии равняется работе, которую совершило при этом электрическое поле: E = —A =-3.6 10− 16Дж. Используя соотношение, записанное в самом начале, получаем: φ2− φ1= A / q = -3.6 10 − 16/ 1.6 10-19 = -2250 В.
Ответ: -2250 В.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 789; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!