7. hét: Árm mágneses tere Fizik 2 tntárgy, jánlott feltok 2. zh-hoz 1, Két párhuzmos, hosszú egyenes vezetően I1 = 10A ill. I2 = 20A árm folyik, vezetők távolság 30 cm. Mekkor z ereő mágneses inukció két vezeték között, I1-től 10 cm-re? 2, Az árán láthtó móon egy hosszú egyenes vezetőől egy merőleges (kör) hurkot formálunk (R= 10 cm) mekkor lesz B kör középpontján, h I = 5A? 3, Egy hosszú, egyenes, R=1 cm sugrú vezetően 100A árm folyik. Ajuk meg mágneses tér erősségét tengelytől mért távolság függvényeként (0<r< ), h z árm egyenletesen folyik teljes keresztmetszeten (gerjesztési törvény)! 4, Mekkor z árán láthtó keresztmetszetű vezető mágneses tere z A 8 A pontn, h stírozott részen j 10 ármsűrűsség folyik? 2 m ( vezető átmérője kétszerese hiányzó rész átmérőjének.) A 5, Mekkor A1 ill. A2 pontokn mágneses inukció, h ppír síkjár merőlegesen I1= 20A és I2= 50A árm folyik? (= 40cm) A 2 A 1 0,6 I 2 I 1 6, Mekkor és milyen irányú mágneses teret kelt három párhuzmos, egyenlő szárú háromszög lpú hsáot lkotó vezeték hsá tengelyéen, h z egyenes ármok renre 10A, 20A, 30A? 8. hét Lorentz erő, ármml árjárt vezetőre mágneses téren htó erő 7, B=0,2T inukciójú homogén mágneses tére 10 6 m/s seességgel előtt elektron 31 19 ( m 9,1 10 kg, q 1,6 10 C) mekkor sugrú körpályán és mekkor perióusiővel mozog? 8, Mekkor seessége nnk z m=0,1 cg tömegű töltésnek, nnk egy 10 cm vstg B=0,1 T inukciójú homogén mágneses téren áthlv 40 0 -l térül el? 40 9, Mekkor és milyen irányú seességgel lőttünk e egy 0,1 T inukciójú homogén mágneses tére egy elektront, h 5 10-5 m sugrú, 4 10-4 m menetemelkeésű csvrvonl mozgást végez? 10. Mekkor erővel ht egy vezetékpár két, egymástól 0,5 cm-re levő, 2 méter hosszú szksz, h 5 A ármerősség folyik rjtuk ellentétes irányn? 11, Mekkor erővel ht hosszú egyenes vezető keretre? Atok: - I1= 10 A, I2= 20 A, = 20 cm, = 10 cm, = 5 cm. I 1 I 2
12. felt: Mekkor erővel ht egy I1= 10 A ármml átjárt vezető. z ár szerint =5 cm-re mellette levő, háromszög lkú vezető keretre? Atok: I2= 5 A, = 20 cm, = 10 cm. I 1 I 2 13, Mekkor erő ht egy B= 0,1 T inukciójú homogén mágneses téren elhelyezett, mágneses térre merőleges síkú, félkör lkú, R = 20 cm sugrú vezető szkszr, h n I = 10 A árm folyik? 9. hét Elektromágneses inukció (mozgási, nyuglmi) 14, Egy 100 cm 2 keresztmetszetű keretet n = 10 1/s forultszámml forgtunk egy B= 0,2 T inukciójú homogén mágneses téren (A tengely merőleges B-re) Mekkor z inukált feszültség t = 0,75 s pillntn, h keret t = 0 pillntn merőleges B-re? 15. felt: Mekkor feszültség inukálóik egy hosszú egyenes vezetőtől =5 I cm-re levő háromszög lkú vezető kereten, h z v=3 m/s seességgel mozog? Atok: I= 10 A, = 20 cm, = 10 cm. v 16. Az árán láthtó elrenezésen hosszú egyenes vezetően I( t) I 0 sin( t) (A) ármot vezetünk. Ajuk meg kereten I(t) inukált feszültség függvényét! Atok: I0 = 10 A, ω = 10 1/s, = 5 cm, = 10 cm, = 20 cm 17, Egy N = 1000 menetszárú, l = 10cm hosszú, A = 5 cm 2 keresztmetszetű hosszú tekercs köré egy keretet húzunk. Ajuk meg kereten z inukált feszültséget, h tekercs árm z lái függvény szerint váltkozik: 5 A 0,01s 10. hét: Váltkozó árm effektív értéke, RLC kör 18, Mekkor z lái függvények effektív illetve középértéke?, U(t) = 100 sin(314t),
c, +60 V -40 V, - e, (U(t) - másofokú függvény) 19, Egy 100 os ellenállást és egy 100 F os konenzátor trtlmzó ármköre U0 = 10 V feszültségű telepet kpcsolunk. Mennyi iő ltt töltőik fel konenzátor 9 V feszültségre? 20, Mennyi iő ltt csökken egy 5 V feszültségre feltöltött, 100 µf os konenzátor feszültsége 3 Voltr, h egy 1 kω-os ellenálláson keresztül kisütjük? 21, Egy soros RLC kören R = 40 Ω, L = 0,1 H és C = 100 μf. Mekkor lesz z ereő árm ngyság és fázisszöge, illetve z effektív teljesítmény, h kört 200 V, 50 Hz-es hálóztr kpcsoljuk? 22, Sor kötünk egy 500 μf-os konenzátort, egy 5 mh-is tekercset és egy 20 Ω- os ellenállást és ezt 10 V, 50 Hz-es feszültségforrásr kötjük.. Mekkor z ármerősség értéke?, Mekkor feszültség vn tekercsen, z ellenálláson illetve konenzátoron? c, Mekkor fáziseltolóás értéke?, Hogyn kellene frekvenciát megváltozttni, h zt szeretnénk, hogy z ármerősség értéke mximális legyen?
23, Ajuk meg z lái ármköröken főkör ármát (I(t)), h feszültség függvény: U(t) = 300. sin (100t), R1= 20, R2 = 30, L = 14H, C= = 200 F C R 1 L R 2 ~ 24, Mekkor z lái ármkören z impenci ngyság és fázisszöge? Atok: f = 50 Hz, L = 0,1H, C= 200 F, R1= 20, R2 = 40, R 1 R 2 ~ C L 25. Az árán láthtó kpcsolásn tekercset, konenzátort és ohmos ellenállásokt kötünk össze. A komplex impenciák értékei: Z1=2i, Z2=4 Ω, Z3= -3i, Z4=5 Ω (SI) Az ármkörre 5 V, 50 Hz-es feszültséget kpcsolunk.. Mekkor tekercs öninukciós együtthtój?. Mekkor konenzátor kpcitás? c. Mekkor árm folyik z egyes ágkn?. Mekkor z ármkör impenciáj? e. Mekkor árm folyik főágn? Z1 Z3 Z2 Z4 f. Mekkor árm folyn főkören, h zárnánk kpcsolót? 26. Mekkor nnk rezgőkörnek sjátfrekvenciáj, melyet egy 500 μf kpcitású konenzátoról és egy 5 mh öninukciós együtthtójú-is tekercsől készítünk? 11. hét: Optik 27. Egy meence lján 160 cm mgs, függőleges oszlop áll. Milyen hosszú z oszlop árnyék meence lján, h npsugrk vízszintessel 50 fokos szöget ezárv esnek z oszlopr, és meencéen 90 cm mgsn áll víz? 28. Mekkor eesési szöggel esik levegőre vontkozttott 1,5 reltív törésmuttójú üveg felületére fény, h felületről visszvert és megtört sugrk merőlegesek lesznek egymásr? 29. Egy 10 cm sugrú üveggöm középpontjától mekkor távolságn hl el z fénysugár, mely 40 fokos eesési szögen érkezett z üveggöm felszínére? Mennyi ieig trtózkoik fény z üvegen? Az üvegnek levegőre vontkozttott reltív törésmuttój 1,5. 30. Mekkor szöget zárht e z árán láthtó, víz lá elhelyezett tükör vízszintessel, hogy függőlegesen víze érkező fénysugrk ne tujnk töé kilépni vízől? (n víz, levegő = 4/3) 31. Egy, levegőhöz képest 1,5 reltív törésmuttójú lküvegnek mekkor vstgság, h 40 fokos eesési szöggel ráeső fénysugár ollirány 1,3 mm-rel tolóik el z üvegen vló áthlás közen?
32. Egy 40 fokos törőszögű prizm nygánk törésmuttój piros színű fényre 1,55, míg kék színű fényre 1,6. Mennyivel ngyo szögen térül el kék fény pirosnál, h prizmár 30 fokos eesési szöggel fehér fénynyláot ejtünk? 33. 20 cm fókusztávolságú gyűjtőlencsétől 30 cm távolságn elhelyezünk egy tárgyt. Hol keletkezik tárgy képe és mekkor lesz ngyítás? Vázolj fel képlkotást! 34. Hol helyezzük el 20 cm fókusztávolságú gyűjtőlencsét egy gyerty és z ernyő közé, h éles képet krunk gyertyáról? ( A gyerty és ernyő távolság 2 m). 12. hét: Atomfizik 35. Másopercenként hány fotont ocsát ki = 632 nm hullámhosszúságú, 1 mw teljesítményű lézer? 36. Htározzuk meg lítium htárfrekvenciáját, h kilépési munk 2,4 ev! 37. Mekkor seességgel hgyj el 2,4 ev kilépési munkájú fotoktóot z elektron, h 420 nm hullámhosszúságú fénnyel világítjuk meg? Mekkor z elektron e Broglie hullámhossz? 38. 10 g tömegű 7,8 np felezési iejű rioktív izotópól hány g omlik el 3 np ltt? 39. Mennyi z ktivitás z 1600 év felezési iejű rioktív 226 R 10 g-jánk? 40. Mennyi iő ltt csökken 8 np felezési iejű rioktív jó ktivitás kezeti érték 1/1000- e részére? 41. H ráium felezési ieje 1600 év, kkor vlmely ráiummennyiségnek hány része omlik el 1000 év ltt? 42. Egy 235-os tömegszámú uránnl műköő tomrektor 100 kw teljesítményt szolgáltt. Tuv, hogy egy uránmg hsáskor 2 10 8 ev energi szul fel, htározzuk meg mghsások másopercenkénti számát, és zt z iőt, mely ltt z urántomok ereeti szám 1 %-kl csökken, h rektorn 1,2 kg urán volt (felezési ieje 700 millió év).