(b) Mekkora töltés haladt át ezalatt a fémhurkon?

Hasonló dokumentumok
= Φ B(t = t) Φ B (t = 0) t

azonos sikban fekszik. A vezetőhurok ellenállása 2 Ω. Számítsuk ki a hurok teljes 4.1. ábra ábra

3.1. ábra ábra

1. fejezet. Gyakorlat C-41

Fizika 2 - Gyakorló feladatok

Kirchhoff 2. törvénye (huroktörvény) szerint az áramkörben levő elektromotoros erők. E i = U j (3.1)

a térerősség mindig az üreg falára merőleges, ezért a tér ott nem gömbszimmetrikus.

1. ábra. 24B-19 feladat

A +Q töltés egy L hosszúságú egyenes szakasz mentén oszlik el egyenletesen (ld ábra ábra

Megoldás: A feltöltött R sugarú fémgömb felületén a térerősség és a potenciál pontosan akkora, mintha a teljes töltése a középpontjában lenne:

-2σ. 1. A végtelen kiterjedésű +σ és 2σ felületi töltéssűrűségű síklapok terében az ábrának megfelelően egy dipól helyezkedik el.

Kifejtendő kérdések június 13. Gyakorló feladatok

Gyakorlat 30B-14. a F L = e E + ( e)v B képlet, a gravitációs erőt a (2.1) G = m e g (2.2)

Q 1 D Q 2 (D x) 2 (1.1)

Pótlap nem használható!

2, = 5221 K (7.2)

MÁGNESES TÉR, INDUKCIÓ

Elektrosztatika Mekkora két egyenlő nagyságú töltés taszítja egymást 10 m távolságból 100 N nagyságú erővel? megoldás

Gépészmérnöki alapszak, Mérnöki fizika 2. ZH, december 05. Feladatok (maximum 3x6 pont=18 pont)

s levegő = 10 λ d sin α 10 = 10 λ (6.1.1)

Fizika 2 - Gyakorló feladatok

Vezetők elektrosztatikus térben

Fizika II. feladatsor főiskolai szintű villamosmérnök szak hallgatóinak. Levelező tagozat

1 kérdés. Személyes kezdőlap Villamos Gelencsér Géza Simonyi teszt május 13. szombat Teszt feladatok 2017 Előzetes megtekintés

Elektromos alapjelenségek

1. feladat R 1 = 2 W R 2 = 3 W R 3 = 5 W R t1 = 10 W R t2 = 20 W U 1 =200 V U 2 =150 V. Megoldás. R t1 R 3 R 1. R t2 R 2

ELEKTROMOSSÁG MÁGNESSÉG

Legyen a rések távolsága d, az üveglemez vastagsága w! Az üveglemez behelyezése

Elektrotechnika. Ballagi Áron

ELEKTROMOSSÁG MÁGNESSÉG

Fizika 2 - Gyakorló feladatok

Gyakorlat 34A-25. kapcsolunk. Mekkora a fűtőtest teljesítménye? I o = U o R = 156 V = 1, 56 A (3.1) ezekkel a pillanatnyi értékek:

ELEKTROSZTATIKA. Ma igazán feltöltődhettek!

Elektrosztatikai alapismeretek

FIZIKA II. Dr. Rácz Ervin. egyetemi docens

A 2010/2011. tanévi FIZIKA Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny első fordulójának. feladatai fizikából. I. kategória

Az Ampère-Maxwell-féle gerjesztési törvény

Fizika minta feladatsor

7. L = 100 mh és r s = 50 Ω tekercset 12 V-os egyenfeszültségű áramkörre kapcsolunk. Mennyi idő alatt éri el az áram az állandósult értékének 63 %-át?

FIZIKA ZÁRÓVIZSGA 2015

Az elektromágneses indukció jelensége

Fizika 1 Elektrodinamika beugró/kis kérdések

Mágneses erőtér. Ahol az áramtól átjárt vezetőre (vagy mágnestűre) erő hat. A villamos forgógépek mutatós műszerek működésének alapja

Név... intenzitás abszorbancia moláris extinkciós. A Wien-féle eltolódási törvény szerint az abszolút fekete test maximális emisszióképességéhez

Mágneses mező tesztek. d) Egy mágnesrúd északi pólusához egy másik mágnesrúd déli pólusát közelítjük.

Kérdések Fizika112. Mozgás leírása gyorsuló koordinátarendszerben, folyadékok mechanikája, hullámok, termodinamika, elektrosztatika

9. ábra. A 25B-7 feladathoz

Gépészmérnöki alapszak, Mérnöki fizika ZH, október 10.. CHFMAX. Feladatok (maximum 3x6 pont=18 pont)

Fizika A2 Alapkérdések

Thomson-modell (puding-modell)

Orvosi Biofizika I. 12. vizsgatétel. IsmétlésI. -Fény

24. Fénytörés. Alapfeladatok

9. évfolyam. Osztályozóvizsga tananyaga FIZIKA

Bevezető fizika (VBK) zh2 tesztkérdések

Mágneses indukcióvektor begyakorló házi feladatok

2.) Fajlagos ellenállásuk nagysága alapján állítsd sorrendbe a következő fémeket! Kezd a legjobban vezető fémmel!

Atommodellek de Broglie hullámhossz Davisson-Germer-kísérlet

EHA kód: f. As,

Fizika feladatok február 21.

Theory hungarian (Hungary)

Mechanikai rezgések Ismétlő kérdések és feladatok Kérdések

A mechanikai alaptörvények ismerete

a) Valódi tekercs b) Kondenzátor c) Ohmos ellenállás d) RLC vegyes kapcsolása

20. Állandó mágneses mezo, mozgási indukció, váltakozó áram. Alapfeladatok

A kvantummechanika kísérleti előzményei A részecske hullám kettősségről


Fizika A2 Alapkérdések

A munkavégzés a rendszer és a környezete közötti energiacserének a D hőátadástól eltérő valamennyi más formája.

Fizika 1 Elektrodinamika belépő kérdések

LY) (1) párhuzamosan, (2) párhuzamosan

Modern fizika vegyes tesztek

Elektromágnesség tesztek

A hőmérsékleti sugárzás

Mechanika - Versenyfeladatok

Elektromágneses hullámok

5.1. ábra. Ábra a 36A-2 feladathoz

Mondatkiegészítések június 6.

1. Ha két közeg határfelületén nem folyik vezetési áram, a mágneses térerősség vektorának a(z). komponense folytonos.

Bevezetés a modern fizika fejezeteibe. 4. (a) Kvantummechanika. Utolsó módosítás: november 15. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

Elektrodinamikai és optikai példák

1.feladat. Megoldás: r r az O és P pontok közötti helyvektor, r pedig a helyvektor hosszának harmadik hatványa. 0,03 0,04.

FIZIKA FELADATLAP Megoldási útmutató

1. Feladatok a dinamika tárgyköréből

Középszintű érettségi feladatsor Fizika. Első rész

Az elektromágneses tér energiája

1. Elektromos alapjelenségek

Lendület. Lendület (impulzus): A test tömegének és sebességének szorzata. vektormennyiség: iránya a sebesség vektor iránya.

2. Ideális esetben az árammérő belső ellenállása a.) nagyobb, mint 1kΩ b.) megegyezik a mért áramkör eredő ellenállásával

Szilárd testek rugalmassága

Optika gyakorlat 6. Interferencia. I = u 2 = u 1 + u I 2 cos( Φ)

Atomfizika. A hidrogén lámpa színképei. Elektronok H atom. Fényképlemez. emisszió H 2. gáz

KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA

OPTIKA. Fénykibocsátás mechanizmusa fényforrás típusok. Dr. Seres István

Felvételi, 2017 július -Alapképzés, fizika vizsga-

Érettségi feladatok Koordinátageometria_rendszerezve / 5

Általános fizika II. GEFIT002BL feladatsor

NE HABOZZ! KÍSÉRLETEZZ!

Hatvani István fizikaverseny forduló megoldások. 1. kategória. J 0,063 kg kg + m 3

ELEKTROMOSSÁG ÉS MÁGNESESSÉG

Érettségi feladatok: Koordináta-geometria 1/5

Átírás:

Elektrosztatika 1. Egy l hosszúságú rúdon egyenletesen oszlik el Q töltés. (a) Mekkora elektromos térerősséget kelt a rúd a saját iránya mentén, a végpontjától d távolságra? (b) Milyen kifejezéshez tart az (a) pontban kapott eredmény az d >>l határesetben? 2. Egy vékony, körív alakú szigetelő fonal λ homogén lineáris töltéssűrűséggel rendelkezik. A körív sugara R, és a középponti szöge α. Mekkora az elektromos térerősség a kör középpontjában? 3. Két azonos, +Q nagyságú ponttöltést egymástól L távolságra lerögzítünk. A kettő közé, az egyensúlyi helyzetbe leteszünk egy harmadik, +q ponttöltést, amely csak a töltéseket összekötő egyenes mentén tud mozogni. A q ponttöltésnek m a tömege. (a) Mutassuk meg, hogy ha a q töltést az egyensúlyi helyzetéből kis távolságra kimozdítjuk, akkor harmonikus rezgőmozgást fog végezni. (b) Mekkora a rezgés periódusideje? 4. Két egyforma, kicsiny fémgömb q 1 és q 2 töltéssel rendelkezik, és 1 méter távolságra helyezkednek el egymástól. A köztük levő vonzóerő nagysága 8 10-3 N. A fémgömböket összeérintjük, majd ismét egymástól 1 méter távolságra helyezzük el őket. Ekkor 2 10-3 N nagyságú taszítóerő hat köztük. Számítsuk ki a q 1 és q 2 értékét. 5. Egy adott tértartományban az elektromos térerősséget az E x (x) = 3 + 3 10 3 x [V/m] függvény írja le, ahol x-et méterben kell érteni. Egy elektron az x = 0 helyen v = 10 6 m/s sebességgel repül be ebbe a tértartományba. (a) Milyen x-koordinátájú helyen lesz az elektron sebessége zérus? (b) Állva marad-e ezen a helyen az elektron? 6. Egy vékony, R sugarú szigetelő gyűrűn a lineáris töltéssűrűség a ϕ középponti szög függvényében a λ(ϕ) = λ 0 sinϕ összefüggés szerint változik (ϕ = 0..2π). Mekkora és milyen irányú az elektromos térerősség a gyűrű középpontjában?

7. (a) Számítsuk ki, mekkora elektromos térerősséget kelt egy R sugarú, +Q töltéssel egyenletesen feltöltött vékony körgyűrű a tengelye mentén, a körgyűrű középpontjától x távolságra. (b) Mekkora x-értéknél lesz a térerősség maximális? (c) Milyen kifejezéshez tart az (a) pontban kapott eredmény az x határesetben? 8. Egy d vastagságú, az (y,z) síkkal párhuzamos, végtelen kiterjedésű sík lemezben egyenletes ρ térfogati töltéssűrűség van. Számítsuk ki az elektromos térerősség nagyságát a lemez vastagságának közepétől mért x-irányú távolság függvényében. 9. Egy hosszú, R sugarú tömör fémhenger felületén egyenletes σ felületi töltéssűrűség van. (a) Számítsuk ki az elektromos térerősséget a fémhenger szimmetriatengelyétől mért r távolság függvényében. (b) A fémhenger felületétől R távolságra az elektrosztatikus tér hatására egy m tömegű, kicsiny q töltésű részecske körpályán kering. Mekkora a részecske keringési sebessége? 10. Egy R sugarú szigetelőgömb belsejében az elektromos térerősség mindenütt (kivéve a gömb középpontját) sugárirányban kifelé mutat, és mindenütt ugyanakkora nagyságú. Hogyan függ a gömb belsejében a ρ térfogati töltéssűrűség a középponttól mért r távolságtól? 11. A tér egy tartományában az elektromos potenciált Volt-egységekben mérve a V(x,y) = 5x 2 + 2y függvény írja le, ahol x és y az adott pont Descartes-koordinátái méterben. Mekkora nagyságú és milyen irányú erő hat egy elektronra, amely az (x = 0.5m, y = 0.1m) helyen tartózkodik? 12. Legfeljebb mekkora elektromos potenciálra lehet feltölteni egy 20cm átmérőjű fémgömböt anélkül, hogy a térerősség értéke bárhol meghaladná a levegő átütési szilárdságát? 13. Egy 0.2µF kapacitású síkkondenzátor fegyverzetei 0.5m 2 területűek, a fegyverzetek közötti térrészt kitöltő szigetelő relatív dielektromos állandója 3. A kondenzátort 600V feszültségre kapcsoljuk.

(a) Mekkora a töltés a fegyverzeteken? (b) Mekkora indukált töltés jelenik meg a fegyverzetek közötti szigetelő felületén? (c) Mekkora az elektromos térerősség a szigetelőben? 14. Egy ε r relatív dielektromos állandójú szigetelő egy síkkondenzátor fegyverzetei közötti térrésznek csak a felét tölti ki, az alábbi ábrának megfelelő módon. A kondenzátorban tárolt elektromos energiának mekkora hányada tárolodik a szigetelőben? Elektromos áram 15. Mekkora egy olyan vezetékdarab ellenállása, amely csonkakúp alakú, L hosszúságú, a két véglapjának sugara r 1 és r 2, és ρ fajlagos ellenállású tömör fémből készült? 16. Az ábrán látható áramkörben a kondenzátor kezdetben töltésmentes. A t = 0 időpontban zárjuk az S kapcsolót. (a) Mekkora feszültség esik és mekkora áram folyik az egyes áramköri elemeken közvetlenül a kapcsoló zárása után? (b) Mekkora feszültség esik és mekkora áram folyik az egyes áramköri elemeken a stacionárius állapotban (a t határesetben)?

Mágnesség 17. A magnetron által kisugárzott mikrohullám frekvenciáját a magnetron mágneses erőterében keringő elektronok ún. ciklotron-frekvenciája határozza meg. Mekkora legyen a magnetron belsejében a mágneses indukció, ha 5cm-es hullámhosszú mikrohullámot akarunk vele előállítani? 18. Az ábrán látható kocka 50cm élhosszúságú. A vastag vonallal ábrázolt dróthurkon I = 2A áram folyik a nyíl irányában. A kocka által elfoglalt térrészben B = 0.01T indukciójú homogén mágneses tér van, amelynek iránya a +y tengellyel párhuzamos. (a) Mekkora nagyságú és milyen irányú erők hatnak a dróthurok egyes egyenes szakaszaira? (b) Mekkora nagyságú és milyen irányú erő hat a dróthurok egészére? 19. Egy R sugarú, köralakú, vékony fémhurokban I áram folyik. (a) Mekkora mágneses indukciót kelt a köráram a tengelye mentén, a középponttól mért x távolság függvényében? (b) Hogyan függ a mágneses indukció x-től az x >> R határesetben? (Hasonlítsuk össze a kapott eredményt az elektromos dipólus távolterének távolságfüggésére kapott képlettel.) (c) Mekkora a mágneses indukció a fémhurok középpontjában? 20. Egy R sugarú szigetelő korong σ homogén töltéssűrűséggel rendelkezik. A korongot a tengelye körül ω szögsebességgel forgatjuk. Mekkora a forgó korong mágneses dipólmomentuma? 21. Egy hosszú egyenes vezetőben I áram folyik. A vezetőtől b távolságra a oldalhosszúságú négyzet alakú fémhurok helyezkedik el. A fémhurok és a hosszú egyenes vezető egy síkban vannak. Mekkora a mágneses indukció fluxusa a fémhurok teljes felületére? 22. Egy R ellenállású, a oldalhosszúságú négyzetalakú fémhurok egy B indukciójú homogén mágneses erőtér irányára merőleges felületen fekszik. A hurkot Δt idő alatt 180 -kal átfordítjuk. (a) Mekkora átlagos feszültség indukálódott az átfordítás ideje alatt a fémhurokban?

(b) Mekkora töltés haladt át ezalatt a fémhurkon? 23. Egy 12V-os telepet sorba kapcsolunk egy 6Ω-os ellenállással és egy 5H induktivitású tekerccsel, és megvárjuk, amíg az áramerősség állandósul. Számítsuk ki ekkor (a) a telep által leadott teljesítményt, (b) az ellenálláson disszipált teljesítményt, (c) a tekercsen disszipált teljesítményt, (d) a tekercsben mágneses erőterében tárolt energiát. 24. Egy 10Ω ellenállású, 20cm átmérőjű kör alakú fémhurok egy asztallapon fekszik. A Föld mágneses indukciója 48µT, és iránya az asztallappal 65 -os szöget zár be. Mekkora töltés halad át a fémhurkon, ha azt 180 -kal átfordítjuk? 25. Az ábrán látható áramkör homogén mágneses térbe van helyezve, amelyben erővonalai az áramkör síkjára merőlegesek, és az ábrán befelé mutatnak. A mágneses indukció nagysága a B(t) = B* K t időfüggvény szerint változik, ahol K pozitív konstans. (a) Mekkora töltésre töltődik fel a kondenzátor? (b) A kondenzátor melyik lemezén lesz pozitív és melyiken negatív a töltés? 26. Egy 30cm hosszú, 1cm átmérőjű, 1000 menetű szolenoidban 20mA áram folyik. Mekkora a szolenoid középpontjában a H mágneses térerősség és a B mágneses indukció, (a) ha a szolenoid légmagos, és (b) ha a szolenoidot olyan vasmag tölti ki, amelynek telítési szuszceptibilitása 3000, és amely a jelen kísérletben 80%-ig telítődött? 27. Mutassuk meg, hogy az ábrán látható RL-áramkörben a v ki kimenő feszültség közelítőleg arányos a bemenő feszültség idő szerinti integráljával, ha R << ω min L, ahol ω min a bemenő feszültség időfüggvényében előforduló legkisebb körfrekvencia-komponens. Optika

28. Egy impulzuslézer 5ns időtartamú, 1J energiájú, 2mm átmérőjű fényimpulzusokat bocsát ki. (a) Mekkora egy fényimpulzus hossza? (b) Mekkora egy fényimpulzus energiasűrűsége? (c) Egy fényimpulzuson belül mekkora a szinuszosan változó elektromos és a mágneses térerősség amplitudúja? 29. Egy 20mW teljesítményű HeNe lézer (amelynek hullámhossza λ = 633nm) 2mm átmérőjű folytonos fénynyalábot bocsát ki. (a) Mekkora a nyaláb 1 méteres szakaszának energiája és impulzusa? (b) Mekkora a nyalábban az elektromos térerősség amplitudója? 30. Egy síkkondenzátort, amelynek fegyverzetei körlapok, i árammal töltjük. (a) Milyen irányba mutat a Poynting-vektor a kondenzátor feltöltése közben? (b) A Poynting-vektor felületmenti integrálásával számítsuk ki a kondenzátor töltése közben a fegyverzetek közé beáramló teljesítményt. (c) Mutassuk meg, hogy a (b) pontban kiszámolt teljesítmény egyenlő a kondenzátorban tárolt elektromos energia növekedési ütemével. 31. Egy kocka alakú tömör üvegtömb hat lapja közül öt feketére van festve, a hatodik átlátszó. Az üvegkocka belsejében, az átlátszó lap közelében van egy pontszerű fényforrás, amely azonos intenzitással sugároz minden irányban. A fényforrás által kibocsátott fény hány százaléka hagyja el az üvegkocka átlátszó lapját? (Az üveg törésmutatója n = 1.5.) 32. Egy n törésmutatójú üvegből készült, D átmérőjű optikai szálból körívet hajlítunk, és a szál elülső lapját merőlegesen megvilágítjuk. Legalább mekkorának kell lennie a körív sugarának ahhoz, hogy az összes bejövő fénysugár teljes visszaverődést szenvedjen a szál belsejében? 33. Kettős rés világítunk meg 633nm hullámhosszúságú fénnyel, és megfigyeljük az ernyőn kialakult interferenciaképet. Ezután egy vékony üveglemezt (n = 1.5) helyezünk az egyik résre. Azt látjuk, hogy az ernyőn az interferenciakép főmaximuma oda tolódik el, ahol az eredeti elrendezésben a nyolcadrendű maximum volt. Milyen vastag az üveglemez?

34. Egy rést 514nm hullámhosszúságú fénnyel világítunk meg. Mekkora a rés szélessége, ha a 3m távolságra levő ernyőn az interferenciakép központi maximuma 1cm szélességű? 35. Két polárszűrőt keresztezett állásban helyezünk egymásra. Ekkor a szűrők nem eresztenek át fényt. Ezután egy harmadik polárszűrőt helyezünk közéjük, amelynek a transzmissziós tengelye az első polárszűrőével 60 -os szöget zár be. A beeső polarizálatlan fény hány százalékát ereszti át a három polárszűrő együttese? A fény részecsketermészete 36. Az átlagos emberi szem az 555nm hullámhosszú fénynél a legnagyobb érzékenységű. Mekkora annak a feketetestnek a hőmérséklete, amelynek a spektrális teljesítményeloszlása ezen a hullámhosszon a maximális? 37. Nátriumra a fényelektromos hatás küszöbhullámhossza 451nm. Számítsuk ki a nátrium kilépési munkáját ev-ban. 38. Egy 600keV energiájú foton összeütközik egy nyugalomban levő szabad elektronnal, és az ütközés után az eredeti pályaegyeneséhez képest 20 -os szögben szóródik. (a) Mekkora az ütközés előtt a foton hullámhossza? (b) Mekkora a szórodott foton hullámhossza és energiája? (c) Mekkora mozgási energiát nyert az elektron az ütközésben?

Részecskék hullámtermészete 39. Egy mozgó proton de Broglie-hullámhossza 0.3nm. (a) Mekkora a sebessége? (b) Mekkora a mozgási energiája? 40. Egy potenciálfal magassága U = 6eV, szélessége D = 900pm. Egy E = 5.5eV energiájú elektron közeledik a potenciálfalhoz. A klasszikus fizika szerint az elektron nem képes áthaladni a potenciálfalon, mert E < U. A kvantummechanika és a kísérleti eredmények szerint azonban az elektron nemnulla valószínűséggel képes áthatolni a potenciálfalon. (Ez az ún. alagúthatás.) (a) Mekkora a fenti esetben ez az áthaladási valószínűség? (b) Ha a potenciálfal szélességét tízszeresére növeljük, milyen arányban csökken az elektron áthaladási valószínűsége? 41. Egy gázban az atomokat 2eV energiával lehet az alapállapotból a gerjesztett állapotba vinni, ahol az atomok átlagosan 1.5µs időt töltenek el, mielőtt spontán emisszió útján visszakerülnének az alapállapotba. (a) Mekkora a spontán emisszió útján kibocsátott fotonok frekvenciája és hullámhossza? (b) Mekkora a kibocsátott fotonok frekvenciájának bizonytalansága? (c) Mekkora a gáz által kibocsátott fény relatív vonalkiszélesedése? 42. Amikor egy gerjesztett atom az alapállapotba visszajutva fotont bocsát ki, az átmenet ΔE energiája nem teljes egészében fordítódik a foton keltésére, mert valamilyen hányada az atom visszalöködésével járó mozgási energiát fedezi. Mutassuk meg, hogy ez a hányad közelítőleg ΔE/2mc 2, ahol m az atom tömege. (A levezetés során használjuk azt a jogos feltevést, hogy ΔE << mc 2.) Speciális relativitáselmélet 43. Egy 100m hosszú űrhajó balról jobbra elszáguld egy űrállomás mellett, 0.7c sebességgel. Egy másik 100m hosszú űrhajó jobbról balra száguld el az űrállomás mellett, 0.8c sebességgel. [Az űrhajók fenti hosszát a saját nyugalmi vonatkoztatási rendszerükben mérve adtuk meg, a két megadott sebesség pedig az űrállomáshoz viszonyítva értendő.] (a) Mekkora a két űrhajó egymáshoz viszonyított sebessége? (b) Mekkora hosszúságúnak mérik az űrhajók egymást? 44. Egy m tömegű, kezdetben v 0 = 0.8c sebességű részecske impulzusát a kétszeresére növeljük. (a) Mekkora lett a részecske sebessége? (b) Mekkora munkavégzésre volt szükségünk a részecske felgyorsításához? A feladatot oldja meg a klasszikus mechanika alapján, majd a (helyes) relativisztikus mechanika alapján is.