Question

วิว

ช่วยหน่อยค้าบ
ขอบคุณล่วงหน้าค้าบ

การบ้านฟิสิกส์สําหรับวิศวกร 2 (ปลายภาค)
1. โปรตอนเคลื่อนที่เข้าไปในสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอด้วยอัตราเร็ว 1.0 x 10 m/s ทิศ +2 ซึ่งตั้งฉากกับทิศของสนามแม่เหล็ก ถ้า
ในทันทีที่เข้าสู่สนามแม่เหล็ก แรงแม่เหล็กทำให้โปรตอนมีอัตราเร่ง 2.0 x 10 m/s ทิศ +x จงหาขนาดของสนามแม่เหล็ก
(กำหนดให้: mp = 1.67 x 10-27 kg และ q = 1.6 x 10-19 C)
[Ans. 2.1 × 10-2 T;]
2. อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วต้น 1.4 x 10 m/s เข้าไปในบริเวณที่มีสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ ทำให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่เป็น
รูปครึ่งวงกลม รัศมี 50 cm นพ้นไปจากบริเวณที่มีสนามแม่เหล็ก จงหาก) ขนาดของสนามแม่เหล็ก ) เวลาที่
อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก (กำหนดให้: m. = 9.1 x 10-31 kg และ 4% = 1.6 x 10-19 C)
[Ans. n) 1.6 x 10 T; v) 1.12 x 10-7 s]
3. ใช้โคลตรอนเครื่องหนึ่งออกแบบเพี่อใช้เร่งโปรตอน โดยสนามแม่เหล็กภายในโชโคลครอนมีจนาดเป็น 0.45 T และรัศมีการ
เคลื่อนที่จองโปรตอนมีค่าเท่ากับ 1.2 m จา ) ความถี่เชิงมุม โคลดรอน ) อัตราเร็วสูงสุดของโปรตอน
[Ans. 1) 4.3 x 10' rad/s; 1) 5.2 x 10 m/s]
4. อิเล็กตรอนตัวหนึ่งถูกยิงเข้าไปในสนามแม่เหล็ก ขนาด 0.3 เทสลา ด้วยอัตราเร็ว 2.0 X 10 เมตรต่อวินาที จาก
แหล่งกำเนิด ความเร็วต้นของอิเล็กตรอนทำมุม 70 องศา กับแกน x
(กำหนดให้: m、 = 9.1 × 10-31 kg และ q = 1.6 x 10-19 C)
y
จงคานวณหา
ก) ระยะห่างระหว่างเกลียว (9)
1) จองการเคลื่อนที่ (R)
70
B
14
[Ans. 8.1 x 10
m]
[Ans. 3.6 x 10
m]
5. ว าตัวหนึ่งมีรูปร่างสี่เหลี่ยมจัตุรัสยาวส่านละ 60 cm มีกระแสไฟฟ้าในโครงลวด 22 4 จงหา ขนาดและทิศทางของ
สนามแม่เหล็กที่จุดศูนย์กลางโครงลวดสี่เหลี่ยม
[Ans. 4.15×10T, กระดาษ

6. ลวดตัวนำสี่เหลี่ยมผืนผ้า กว้าง 0.6 m ยาว 1.0 m มีกระแสไฟฟ้า 5 A ไหลผ่านทิศทางดังรูป จงคำนวณหา ขนาดและ
ทิศทางจองสนามแม่เหล็กที่จุด P
1.0 m
0.6 m
I = 5 A
0.3
0.5
[แนะ: 0 = tan |= 31° และ 0, = 90° – 31° = 59°]
=
[Ans 7.78×10T, พุ่งออกจากกระดาษ
7. สายเคเบิลสองชั้นยาวมาก ตัวนำในรัศมี 6 ล้อมรอบด้วยตัวนำนอกที่มีรัศมีภายใน 6 รัศมีภายนอก 2 โดยมีแกนร่วมกัน ถ้ามี
กระแสไฟฟ้า 1 ไหลผ่าน ตัวนำทั้งสองในทิศตรงกันข้าม ดังรูป ถ้ากระแสไฟฟ้ากระจายอย่างสม่ำเสมอทั่วพื้นที่หน้าตัด จงหา
ขนาดของสนามแม่เหล็กที่ระยะห่าง ๆ จากแกนกลางของสายเคเบิล เมื่อ (ก) r < c (9) c <r < 6 (0) b c r <a (4) r > a
(Ans. ก)
ม.
HI
9)
2m²
2mur
a) O
2xr (a²-b²
8. ขดลวดวงกลมรัศมี 5 cm มีจำนวนรอบ 20 รอบ มีความต้านทาน R = 0.5 02 วางอยู่ในสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงตาม
เวลา B = 0.5t' + 0.02t เทสลา โดย ( มีหน่วยเป็นวินาที
จงหา (ก) แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำขณะเวลา t = 2 วินาที
(ข) กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำขณะเวลา t = 2 วินาที
[Ans. 1) -0.32 V, v) -0.64 A]
9. ขดลวด 100 รอบมีขนาดพื้นที่หน้าตัด 5 ตารางเซนติเมตร วางไว้ในบริเวณที่มีสนามแม่เหล็ก 0.4 เทสลา เมื่อเวลาผ่านไป
0.003 วินาที พบว่า สนามแม่เหล็กเพิ่มขึ้นเป็น 2 เท่า จงหาขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ
[Ans. 6.67 V]
10. ลวดตัวนำตรงยาว 6 เซนติเมตร นำมาขดเป็นวงกลม นำไปวางในสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ 0.02 เทสลา เมื่อเวลาผ่านไป
0.05 วินาที สนามแม่เหล็กกลับทิศทางในทิศตรงข้าม จงหาขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ
[Ans. 2.3x10 v]
11. ขดลวดสี่เหลี่ยมขนาด กว้าง 0.4 เมตร ยาว 0.6 เมตร จำนวน 5 รอบ วางอยู่ในสนามแม่เหล็กขนาด 0.03 เทสลา เมื่อ
เวลาผ่านไป 0.02 วินาที สนามแม่เหล็กเพิ่มขึ้น โดยมีค่าเป็น 5/3 เท่าจากเดิม จงหาขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ
[Ans. 1.2 V]

19. คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ารูปไซน์ขบวนหนึ่งเปลี่ยนแปลงตามเวลาด้วยความถี่ 90 MHz เคลื่อนที่ในทิศ +x ในอากาศ โดย
สนามไฟฟ้ามีทิศ + y และมีค่าสนามไฟฟ้าสูงสุดเท่ากับ 2 mV/m จงหา
(ก) ความยาวคลื่น คาบ และค่าสนามแม่เหล็กสูงสุดของคลื่นขบวนนี้
(ข) จงเขียนสมการขณะใดๆ ของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กของคลื่นขบวนนี้
(ค) ค่าเฉลี่ยของความเข้มของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านี้
(ง) ความหนาแน่นพลังงานของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้านี้
(จ) ความดันของการแผ่รังสีบนพื้นผิวที่สะท้อนอย่างสมบูรณ์ในทิศตั้งฉากกับพื้นผิว
(Ans. n) 3.33 m, 11.1 ns, 6.67 pT, ) E = (2×103) sin 23 ×10')t)].
B = (6.67 × 10-12 )sin 21
13) sin (2x (1333 (9×107) t)] *)
จ) 3.54×10-17 Pa)
3.33
-(9×10')1)]. A) 5.53×10 W/m², ) 3.54×10-17 J/m³,
20. เลเซอร์กำลังสูงที่ใช้ตัดโลหะ ลำแสงเลเซอร์มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 1 mm และสนามไฟฟ้าในลำแสงเลเซอร์มีแอมพลิจูด
0.7 MV/m จงหา
(ก) แอมพลิจูดของสนามแม่เหล็ก
(ข) ความเข้มของแสงเลเซอร์
(ค) กําลังของเลเซอร์ที่ส่งออกมา
(Ans. n) 2.33 mT, ) 650 MW/m², A) 510 W)
21. กระจกเว้ามีรัศมีความโค้ง 10 cm มีวัตถุสูง 2 mm ตั้งอยู่ที่ระยะ 3 cm หน้ากระจก จงหา (ก) ตำแหน่งของภาพ (1)
ขนาดภาพ และ (ค) ลักษณะภาพ
[Ans. (ก) 7.5 cm (ข) 5 mm (ค) ภาพเสมือน หัวตั้ง ขนาดใหญ่กว่าวัตถุ
22. กระจกนูนมีรัศมีความโค้ง 10 cm มีวัตถุสูง 2 mm ตั้งอยู่ที่ระยะ 3 cm หน้ากระจก จงหา (ก) ตำแหน่งของภาพ (ข)
ขนาดภาพ และ (ค) ลักษณะภาพ
[Ans. (ก) 1.875 cm (ข) 1.25 mm (ค) ภาพเสมือน หัวตั้ง ขนาดเล็กกว่าวัตถุ
23. เลนส์เว้ามีรัศมีความโค้ง 10 cm มีวัตถุสูง 2 mm ตั้งอยู่ที่ระยะ 3 cm หน้ากระจก จงหา (ก) ตำแหน่งของภาพ (1) ขนาด
ภาพ และ (ค) ลักษณะภาพ
[Ans. (ก) 1.875 cm (ข) 1.25 mm (ค) ภาพเสมือน หัวตั้ง ขนาดเล็กกว่าวัตถุ
24. เลนส์นูนมีรัศมีความโค้ง 10 cm มีวัตถุสูง 2 mm ตั้งอยู่ที่ระยะ 3 cm หน้ากระจก จงหา (ก) ตำแหน่งของภาพ (1) ขนาด
ภาพ และ (ค) ลักษณะภาพ
[Ans. (ก) 7.5 cm (ข) 5 mm (ค) ภาพเสมือน หัวตั้ง ขนาดใหญ่กว่าวัตถุ
25. แสงความยาวคลื่น 680 nm ตกกระทบช่องเดี่ยว ซึ่งกว้าง 0.5 mm. ในแนวตั้งฉาก จงหาแถบมืดที่2 ห่างจากแถบสว่าง
ตรงกลางเป็นเท่าใด ถ้าฉากห่างจากช่องเดี่ยว 3 เมตร
[Ans. 8.16 mm]