Bài tập vật lý Kvant năm 1999

Bài tập vật lý Kvant năm 1999 phần Điện học Bài 1678: Ampe kế và Vôn kế mắc nối tiếp vào nguồn pin. Vôn kế chỉ 6 V. Người ta mắc thêm 1 Vôn kế giống như vậy song song với Vôn kế ban đầu và tổng chỉ số của chúng là 10 V. Mắc song song thêm nhiều Vôn kế như vậy nữa. Hỏi tổng chỉ số của chúng là bao nhiêu? Khi đó các chỉ số của Ampe kế tăng lên bao nhiêu lần? Bài 1679: Trong tay của bạn có 1 tụ điện không tích điện C, 1 tụ điện 100C tích điện đến hiệu điện thế U, 1 cuộn cảm và 1 điốt bán dẫn (ngoài ra không có gì nữa). Có thể tích điện cho tụ điện C đến hiệu điện thế lớn nhất bằng bao nhiêu? Cần phải làm như thế nào? Bạn có thể nghĩ ra nhiều hơn 1 cách không? Bài 1680: Trong hệ (hình 1) các khóa lần lượt được đóng (trước khi đóng một trong số chúng, khóa còn lại mở). Tìm hiệu điện thế của tụ điện “trung bình” sau nhiều lần đóng. Các thành phần của mạch là lý tưởng. Tụ điện ban đầu không tích điện. Bài 1681: Người ta quấn 2 cuộn dây giống nhau lên lõi sắt từ với độ từ thẩm rất lớn tạo thành các cuộn cảm L. Mắc nối tiếp tụ điện C vào 1 cuộn cảm. Cuộn còn lại mắc song song vào hệ trên. Dùng máy phát điện có điện thế hình sin và đèn để nghiên cứu tính chất của hệ (hình 2). Độ nóng sáng của đèn sẽ thay đổi thế nào khi thay đổi tần số của máy phát? Điều gì bị thay đổi nếu đổi chỗ các đầu ra của 1 trong 2 cuộn dây? Bài 1686: 100 viên pin giống nhau được mắc nối tiếp, trong đó 20 viên pin mắc trái cực với các viên còn lại. Các đầu ra của chuỗi pin được nối với nhau và tạo thành vòng mạch kín. Mắc 1 Vôn kế song song với 1 viên pin (điện trở của Vôn kế lớn hơn rất nhiều so với điện trở trong của viên pin), Vôn kế chỉ 1,6 V. Vôn kế sẽ chỉ bao nhiêu nếu nối nó vào một viên pin bất kỳ. Bài 1693: Bóng đèn pin dùng ở hiệu điện thế 2,5 V và dòng điện 0,2 A. Trong tay chúng ta có nguồn 6 V và biến trở 10 Ω ( 1 đầu ra của biến trở nối với vòng dây, còn đầu còn lại nối với con chạy, con chạy có thể tiếp xúc với 1 vòng dây bất kỳ - biến trở như vậy gọi là chiết áp). Mắc đèn như thế nào để nó có thể sáng bình thường? Con chạy cần nằm ở vị trí nào? Bài 1694: Mô hình hóa nguyên tử hiđro trên máy tính : tất cả các kích thước và điện tích của các hạt tăng lên N lần. Cho rằng mật độ “vật chất” của các hạt trong mô hình giữ nguyên. Hãy xác định chu kỳ quay quanh hạt nhân của “electron” thay đổi bao nhiêu lần. Biết rằng trong nguyên tử Rutherford electron phát xạ sóng điện từ và khi mất năng lượng thì sẽ rơi vào hạt nhân sau một thời gian ngắn τ. Đánh giá thời gian rơi vào hạt nhân của electron trong mô hình này. Bài 1695: Trong hệ (hình 3) các tụ điện ban đầu không tích điện. Hiệu điện thế trong mạch ngoài liên tục thay đổi sao cho dòng điện trong mạch này luôn bằng Io. Lượng nhiệt tỏa ra trên điện trở trong thời gian T bằng bao nhiêu? Bài 1696: Mạch điện gồm 2 tụ điện C = 100 μF và 2 điện trở R = 1 kΩ mắc vào hiệu điện thế biến đổi 220V, 50 Hz (hình 4). Vôn kế chỉ bao nhiêu nếu mắc vào giữa 2 điểm A, B? Nếu thay Vôn kế bằng Ampe kế thì chỉ số là bao nhiêu? Còn nếu mắc Watt kế vào mạch sau khi nối trực tiếp cuộn dây điện trở lớn vào nguồn, còn cuộn dây điện trở nhỏ giữa 2 điểm A và B thì nó chỉ bao nhiêu? Bài 1697: 2 biến thế giống nhau có các cuộn dây nhiều vòng, 1 trong số chúng có số vòng dây lớn hơn gấp đôi. Biến thế được nối với nhau như trên hình 5 và được nối vào nguồn biến đổi 220 V. Ampe kế có thể chỉ gì trong trường hợp này? Các lõi biến thế có độ từ thẩm rất lớn, không có sự mất mát năng lượng trong biến thế. Các điện trở R = 1 kΩ. Bài 1702: Các thanh ray song song dài 2L được cố định trên mặt phẳng nằm ngang cách nhau khoảng ℓ. Các đầu của thanh ray được nối với 2 nguồn pin giống nhau suất điện động E (hình 6). Trên đường ray có 1 thanh ngang khối lượng m có thể trượt tịnh tiến dọc đường ray. Tất cả hệ được đặt trong trường từ vuông góc B. Cho rằng điện trở của thanh là R, điện trở mỗi đơn vị chiều dài của thanh ray là ρ, tìm chu kỳ dao động nhỏ xuất hiện khi dịch chuyển thanh khỏi vị trí cân bằng khi bỏ qua sự tắt dần, điện trở trong của nguồn, điện trở tiếp xúc, và điện cảm của mạch điện. Bài 1708: 1 tụ điện phẳng C được tạo từ 2 bản dẫn điện lớn, mỗi một bản gồm 2 lớp, các lớp này làm từ các tờ kim loại dát mỏng nối với nhau. Các bản mang điện tích cùng dấu Q và 2Q. Lớp kim loại dát mỏng phía ngoài của bản với điện tích lớn hơn được tách ra cẩn thận, sau đó được dịch chuyển song song và mang đến bản có điện tích Q tạo thành lớp thứ 3 ở bên ngoài của bản này. Đồng thời không nối lớp này bằng mối dẫn điện với bản Q mà tạo thành một khe hở rất nhỏ giữa chúng. Công cần thực hiện để hoàn thành việc này là bao nhiêu? Chúng ta thực hiện tất cả các tác dụng từ xa để cố gắng sao cho không ảnh hưởng đến sự phân bố điện tích trên các bản. Bài 1709: 2 Vôn kế giống nhau được mắc nối tiếp và mắc vào nguồn pin (hình 7). Mắc 1 điện trở R song song với 1 trong Vôn kế khi đó chỉ số của các Vôn kế lần lượt là 1,4 V và 3,1 V. Tách 1 Vôn kế ra. Vôn kế còn lại sẽ chỉ bao nhiêu? Hiệu điện thế của pin cho rằng không đổi. Bài 1710: Trong sơ đồ hình 8 các Vôn kế giống nhau. 2 Điện trở bằng R, 2 điện trở còn lại bằng 3R. Chỉ số của thiết bị đo lần lượt là 2 mA, 3 V và 0,5 V. Tìm R = ? Bài 1711: Điện trở 100 Ω được mắc vào mạng điện biến đổi 220 V, 50 Hz nối tiếp với điốt (điốt lý tưởng có điện trở bằng 0 khi dòng đi qua theo 1 chiều nào đó và bằng ∞ khi dòng đi ngược lại). Tìm công suất nhiệt trung bình tỏa ra trên điện trở. Công suất này thay đổi bao nhiêu lần nếu mắc song song điện trở với tụ điện : C = 1 μF C = 1000 μF Bài 1715: Hệ gồm 3 pin 9 V và 4 Vôn kế giống nhau (hình 9). Tìm chỉ số của Vôn kế. Bài 1716: 2 cuộn cảm giống nhau đặt không xa nhau lắm. Một trong số chúng được mắc nối tiếp với nguồn điện hiệu điện thế hình sin biến đổi và Ampe kế, cuộn còn lại cũng nối với Ampe kế. Ampe kế chỉ 1A và 0,2 A (đoán xem Ampe kế nào chỉ 1 A, Ampe kế nào chỉ 0,2 A). 1 trong 2 Ampe kế được tháo ra (khi tháo Ampe kế mạch bị đứt đoạn). Ampe kế còn lại chỉ bao nhiêu? Cuộn cảm, thiết bị đo và nguồn cho rằng lý tưởng. Điện trở của dây dẫn bỏ qua.