3. Kolokvij iz fizike

Skupina A

Nova Gorica, 25. 5. 1999

  1. Trije kosi silicija v obliki kvadratne prizme so povezani zaporedno in priključeni na napetost 100 V. Kolikšen tok teče čez prizme? Dimenzije prizem so: dolžine: L = 0.5 cm, L2 = 1.0 cm, L3 = 1.5 cm; osnovne ploskve prizem so kvadrati z robom: a1 = 1cm, a2 = 2cm, a3 = 3cm. Specifični upor silicija z = 3´ 103 W m.
  2. Trije naboji (e1 = 1μC, e2 = 2μC, e3 = -3μC) so postavljeni v ogljišča enakokrakega trikotnika (c = 1 m, a = 0.8 m). Kolikšna je elektrostatska sila na tretji naboj (velikost in smer)? Kolikšen je električni potencial v točki A na polovici zveznice med nabojem e1 in e2 ? (e 0 = 8.85´ 10-12 As/Vm)
  3. V veliki tuljavi s 1000 ovoji in dolžine 20 cm, je postavljena mala tuljava s 100 ovoji in presekom 10 cm2. Osi obeh tuljav sta vzporedni. Po veliki tuljavi teče tok, ki oscilira okoli povprečne vrednosti (Ip = 30 A). Amplituda oscilacij toka Io = 5 A. Časovno odvisnost toka po veliki tuljavi torej lahko opišemo z naslednjim izrazom: I(t) = Ip + Io sin(w t), kjer je w = 100 s-1 . Kolikšno je maksimalno magnetno polje v veliki tuljavi in kolikšna je maksimalna inducirana napetost v mali tuljavi? (indukcijska konstanta = 4p ´ 10-7 Vs/Am)
  4. Curek nabitih delcev vsebuje vodikove in helijeve ione (H+ in He+). Hitrost delcev v curku je 1´ 106 m/s. Curek usmerimo v masni spektrometer, v katerem je magnetno polje B = 1T, usmerjeno pravokotno na smer curka. Koliko narazen (D x) bodo zadeli film na steni spektrometra vodikovi in helijevi ioni? Masa vodikovega iona je mH = 1.66´ 10-27 kg, masa helijevega iona pa je štiri krat večja. (naboj delcev e0 =1.6´ 10-19 As)

DODATNA NALOGA: Izračunaj kolikšen tok teče čez prisekano štiristrano piramido iz silicija, če med osnovni ploskvi priključimo 100 V. Rob osnovne ploskve je kvadrat z robom a1 = 3 cm, rob gornje ploskve a2 = 1cm (glej sliko). Višina piramide je h = 2cm. Specifični upor silicija z = 3´ 103 W m.

 

 

3. Kolokvij iz fizike

Skupina B

Nova Gorica, 25. 5. 1999

 

  1. Trije kosi silicija v obliki kvadratne prizme so povezani vzporedno in priključeni na napetost 100 V (glej sliko). Kolikšen tok teče čez prizme? Dimenzije prizem so: višina L1 = 2.0 cm, osnovne ploskve prizem so kvadrati z robom: a1 = 1cm, a2 = 2cm, a3 = 3cm. Specifični upor silicija z = 3´ 103 W m.
  2. Trije točkasti naboji so razporejeni v ogljiščih enakostraničnega trikotnika s stranico a = 1m. Velikosti prvih dveh nabojev sta: e1 = 1μC, e2 = 1μC. Kolikšen mora biti naboj v tretjem ogljišču e3, da je jakost električnega polja E v središču trikotnika (točka kjer se sekajo simetrale kotov trikotnika) enaka nič? Kolikšna je električna potencialna energija treh nabojev? (e 0 = 8.85´ 10-12 As/Vm)
  3. V veliki tuljavi s 5000 ovoji in dolžine 30 cm, je postavljena mala tuljava s 500 ovoji in presekom 10 cm2. Osi obeh tuljav sta vzporedni. Po veliki tuljavi najprej teče konstanten tok Io = 5 A. nato začne tok naraščati linearno s časom. Časovno odvisnost toka po veliki tuljavi torej lahko opišemo z naslednjim izrazom: I(t) = Io + kt, kjer je k = 2 A/s. Kolikšno je magnetno polje B v veliki tuljavi po dveh sekundah od začetka naraščanja (t=2s) in kolikšna je inducirana napetost Ui v mali tuljavi? (indukcijska konstanta = 4p ´ 10-7 Vs/Am)
  4. Curek nabitih delcev usmerimo v masni spektrometer, v katerem je magnetno polje B = 1T, usmerjeno pravokotno na smer curka (glej sliko). Naboj posameznega delca v curku je e0 =1.6´ 10-19 As, hitrost v pa 106 m/s. Kolikšna je masa posameznega delca v curku, če curek zadene steno spektrometra 4 cm od mesta, kjer vstopa vanj.


DODATNA NALOGA: Izračunaj kolikšen tok teče čez štiristrano prizmo iz silicija, če med spodnjo in gornjo ploskev priključimo 100 V. Rob spodnje ploskve a1 = 3 cm, rob gornje ploskve a2 = 1 cm, višina prizme h = 2cm, dolžina prizme l = 5 cm. Specifični upor silicija z = 3´ 103 W m.