Физика егэ 10644 - Помощь в подготовке к экзаменам и поступлению

При перемещении точечного электрического заряда 5 мкКл в электростатическом поле из точки 1 в точку 2 действующая со стороны этого поля сила совершает работу 17 мкДж. При перемещении того же заряда из точки 1 в точку 3 в этом же электростатическом поле действующая со стороны поля сила совершает работу 7 мкДж. Чему равна разность потенциалов между точками 3 и 2 этого поля?

Спрятать решение

Решение.

Потенциальная энергия заряда q в электростатическом поле в некоторой точке связана с величиной потенциала varphi в этой точке соотношением: Таким образом, изменение потенциальной энергии заряда при перемещении из точки 1 в точку 2 равно:

При перемещении заряда из точки 1 в точку 3 совершается работа

Разность потенциалов между точками 2 и 3 составляет

Ответ: 2 В.

Источник

Задачи из ДЕМОВАРИАНТОВ (с решениями)

1. Две параллельные
неподвижные диэлектрические пластины расположены вертикально
и заряжены разноименно. Пластины находятся на расстоянии d
= 2 см друг от друга. Напряженность поля в пространстве внутри
пластин равна Е = 4•10⁵ В/м. Между
пластинами на равном расстоянии от них помещен шарик с зарядом
q = 10^-10 Кл и массой m = 20 мг.
После того как шарик отпустили, он начинает падать и ударяется
об одну из пластин. Насколько уменьшится высота местонахождения
шарика Δh к моменту его удара об одну из пластин?
Образец возможного решения

2. Конденсатор
состоит из двух неподвижных, вертикально расположенных, параллельных,
разноименно заряженных пластин. Пластины расположены на расстоянии
d = 5 см друг от друга. Напряженность поля внутри конденсатора
равна Е = 10⁴ В/м. Между пластинами, на
равном расстоянии от них, помещен шарик с зарядом q
= 10^-5 Кл и массой m = 20 г. После того
как шарик отпустили, он начинает падать и через некоторое время
ударяется об одну из пластин. Оцените время падения Δt
шарика.
Образец возможного решения

3. Конденсаторы,
электрическая емкость которых 2 мкФ и 10 мкФ, заряжают до напряжения
5 В каждый, а затем «плюс» одного из них подключают к «минусу»
другого и соединяют свободные выводы резистором 1000 Ом. Какое
количество теплоты выделится в резисторе?
Образец возможного решения

3*. Заряженный конденсатор C₁ = 1 мкФ включён в последовательную цепь из резистора R = 300 Ом, незаряженного конденсатора C₂ = 2 мкФ и разомкнутого ключа К (см. рисунок). После замыкания ключа в цепи выделяется количество теплоты Q = 30 мДж. Чему равно первоначальное напряжение на конденсаторе С₁?
Образец возможного решения

4. При проведении лабораторной
работы ученик собрал электрическую цепь по схеме на рисунке.
Сопротивления R₁ и R₂
равны 20 Ом и 150 Ом соответственно. Сопротивление вольтметра
равно 10 кОм, а амперметра – 0,4 Ом. ЭДС источника равна 36
В, а его внутреннее сопротивление – 1 Ом. На рисунке показаны
шкалы приборов с показаниями, которые получил ученик. Исправны
ли приборы или же какой-то из них даёт неверные показания?
Образец возможного решения

5. Ученик собрал электрическую цепь, состоящую
из батарейки (1), реостата (2), ключа (3), амперметра (4) и
вольтметра (5). После этого он провел измерения напряжения на
полюсах и силы тока в цепи при различных сопротивлениях внешней
цепи (см. фотографии). Определите ЭДС и внутреннее сопротивление
батарейки.
Образец возможного решения

6. Ученик собрал электрическую цепь, состоящую
из батарейки (1), реостата (2), ключа (3), амперметра (4) и
вольтметра (5) (см. фотографии: опыт 1, опыт 2). После этого
он измерил напряжение на полюсах источника тока и силу тока
в цепи при двух положениях ползунка реостата. Определите КПД
источника тока в первом опыте.
Образец возможного решения

6*. Источник тока, два резистора и ключ включены в цепь, как показано на рисунке. При разомкнутом ключе на резисторе R₁ выделяется мощность P₁ = 2 Вт, а на резисторе R₂ − мощность P₂ = 1 Вт. Какая мощность будет выделяться на резисторе R₂ после замыкания ключа К? Внутренним сопротивлением источника пренебречь.
Образец возможного решения

7. Электрическая цепь состоит из источника
тока и реостата. ЭДС источника ε = 6 В, его внутреннее
сопротивление r = 2 Ом. Сопротивление реостата можно
изменять в пределах от 1 Ом до 5 Ом. Чему равна максимальная
мощность тока, выделяемая на реостате?
Образец возможного решения

8. К однородному
медному цилиндрическому проводнику длиной 10 м приложили разность
потенциалов 1 В. Определите промежуток времени, в течение которого
температура проводника повысится на 10 К. Изменением сопротивления
проводника и рассеянием тепла при его нагревании пренебречь.
(Удельное сопротивление меди 1,7•10^-8 Ом•м.)
Образец возможного решения

9. К источнику тока с ЭДС ε = 9 В и
внутренним сопротивлением r = 1 Ом подключили параллельно
соединенные резистор с сопротивлением R = 8 Ом и
плоский конденсатор, расстояние между пластинами которого
d = 0,002 м. Какова напряженность электрического
поля между пластинами конденсатора?
Образец возможного решения

10. Чему равна энергия
конденсатора емкости С, подключенного по электрической схеме,
представленной на рисунке? Величины ε, R и r
считать известными.
Образец возможного решения

10*. В цепи, изображённой на рисунке, ЭДС батареи равна 100 В; сопротивления резисторов R₁ = 10 Ом и R₂ = 6 Ом, а ёмкости конденсаторов: C₁ = 60 мкФ и C₂ = 100 мкФ. В начальном состоянии ключ К разомкнут, а конденсаторы не заряжены. Через некоторое время после замыкания ключа в системе установится равновесие. Какое количество теплоты выделится в цепи к моменту установления равновесия?.
Образец возможного решения

10**. Источник постоянного напряжения с ЭДС 100 В подключён через резистор к конденсатору, расстояние между пластинами которого можно изменять (см. рисунок). Пластины раздвинули, совершив при этом работу 90 мкДж против сил притяжения пластин. На какую величину изменилась ёмкость конденсатора, если за время движения пластин на резисторе выделилось количество теплоты 40 мкДж? Потерями на излучение пренебречь.
Образец возможного решения

11. В цепи, изображённой на рисунке, сопротивление
диодов в прямом направлении пренебрежимо мало, а в обратном
многократно превышает сопротивление резисторов. При подключении
к точке А положительного полюса, а к точке В
отрицательного полюса батареи с ЭДС 12 В и пренебрежимо малым
внутренним сопротивлением, потребляемая мощность равна 7,2
Вт. При изменении полярности подключения батареи потребляемая
мощность оказалась равной 14,4 Вт. Укажите условия протекания
тока через диоды и резисторы в обоих случаях и определите
сопротивление резисторов в этой цепи.
Образец возможного решения

12. С какой
скоростью вылетает α-частица из радиоактивного ядра, если
она, попадая в однородное магнитное поле с индукцией 1 Тл перпендикулярно
его силовым линиям, движется по дуге окружности радиуса 0,5
м (α-частица – ядро атома гелия, молярная масса гелия 0,004
кг/моль).
Образец возможного решения

13. Электрон
влетает в область однородного магнитного поля индукцией В
= 0,01 Тл со скоростью v = 1000 км/с перпендикулярно линиям
магнитной индукции. Какой путь он пройдет к тому моменту, когда
вектор его скорости повернется на 1^о?
Образец возможного решения

14. В кинескопе
телевизора разность потенциалов между катодом и анодом 16 кВ.
Отклонение электронного луча при горизонтальной развертке осуществляется
магнитным полем, создаваемым двумя катушками. Ширина области,
в которой электроны пролетают через магнитное поле, равна 10
см. Какова индукция отклоняющего магнитного поля при значении
угла отклонения электронного луча 30°?
Образец возможного решения

14*. Металлический стержень длиной l = 0,1 м и массой m = 10 г, подвешенный на двух параллельных проводящих нитях длиной L = 1 м, располагается горизонтально в однородном магнитном поле с индукцией B = 0,1 Тл, как показано на рисунке. Вектор магнитной индукции направлен вертикально. На какой максимальный угол отклонятся от вертикали нити подвеса, если по стержню пропустить ток силой 10 А в течение 0,1 с? Угол α отклонения нитей от вертикали за время протекания тока мал.
Образец возможного решения

15. Два параллельных друг
другу рельса, лежащих в горизонтальной плоскости, находятся
в однородном магнитном поле, индукция B которого направлена
вертикально вниз (см. рисунок). Левый проводник движется вправо
со скоростью V, а правый покоится. С какой скоростью v надо
перемещать правый проводник (такой же), чтобы в три раза уменьшить
силу Ампера, действующую на левый проводник? (Сопротивлением
рельсов пренебречь.)
Образец возможного решения

16. Тонкий алюминиевый
брусок прямоугольного сечения, имеющий длину L = 0,5
м, соскальзывает из состояния покоя по гладкой наклонной плоскости
из диэлектрика в вертикальном магнитном поле с индукцией В
= 0,1 Тл (см. рисунок). Плоскость наклонена к горизонту под
углом α = 30°. Продольная ось бруска при движении сохраняет
горизонтальное направление. Найдите величину ЭДС индукции на
концах бруска в момент, когда брусок пройдет по наклонной плоскости
расстояние l = 1,6 м.
Образец возможного решения

17. Квадратная рамка со
стороной b = 5 см изготовлена из медной проволоки сопротивлением
R = 0,1 Ом. Рамку перемещают по гладкой горизонтальной
поверхности с постоянной скоростью V вдоль оси Ох.
Начальное положение рамки изображено на рисунке. За время движения
рамка проходит между полюсами магнита и вновь оказывается в
области, где магнитное поле отсутствует. Индукционные токи,
возникающие в рамке, оказывают тормозящее действие, поэтому
для поддержания постоянной скорости движения к ней прикладывают
внешнюю силу F, направленную вдоль оси Ох.
С какой скоростью движется рамка, если суммарная работа внешней
силы за время движения равна А = 2,5·10^-3 Дж?
Ширина полюсов магнита d = 20 см, магнитное поле имеет
резкую границу, однородно между полюсами, а его индукция В
= 1 Тл.
Образец возможного решения

17*. Замкнутый контур площадью S из тонкой проволоки помещён в магнитное поле. Плоскость контура перпендикулярна вектору магнитной индукции поля. В контуре возникают колебания тока с амплитудой i_м = 35 мА, если магнитная индукция поля меняется с течением времени в соответствии с формулой B = acos(bt), где а = 6·10^–3 Тл, b = 3500 с^–1. Электрическое сопротивление контура R = 1,2 Ом. Чему равна площадь контура?
Образец возможного решения

18. В идеальном
колебательном контуре амплитуда колебаний силы тока в катушке
индуктивности 5 мА, а амплитуда колебаний заряда конденсатора
2,5 нКл. В момент времени t сила тока в катушке равна
3 мА. Найдите заряд конденсатора в этот момент.
Образец возможного решения

19. В электрической цепи, показанной на
рисунке, ЭДС источника тока равна 12 В, емкость конденсатора
2 мФ, индуктивность катушки 5 мГн, сопротивление лампы 5 Ом
и сопротивление резистора 3 Ом. В начальный момент времени
ключ К замкнут. Какая энергия выделится в лампе после размыкания
ключа? Внутренним сопротивлением источника тока, а также сопротивлением
катушки и проводов пренебречь.
Образец возможного решения

Избранные задачи
прошлых лет (с ответами)

20. Четыре одинаковых
заряда q расположены на плоскости в вершинах квадрата
со стороной L и удерживаются в равновесии связывающими
их попарно нитями (см. рис.). Сила отталкивания соседних зарядов
равна F₀ = 20•10^-3 Н. Чему
равно натяжение каждой из нитей?

21. В двух
вершинах (точках 1 и 2) равностороннего треугольника со стороной
L помещены заряды q и -2q. Каковы
направление и модуль вектора напряженности электрического поля
в точке 3, являющейся третьей вершиной этого треугольника? Известно,
что точечный заряд q создает на расстоянии L
электрическое поле напряженностью Е = 10 мВ/м.

22. Точечный заряд q,
помещенный в начало координат, создает в точке А (см.
рисунок) электростатическое поле напряженностью Е₁
= 65 В/м. Какова напряженность поля Е₂ в
точке С?

23. Точки А,
В, С и D расположены на прямой и
разделены равными промежутками L (см. рисунок). В точке
А помещен заряд q₁ = 8•10^-12
Кл, в точке В — заряд q₂
= -5•10^-12 Кл. Какой заряд q₃
надо поместить в точку D, чтобы напряженность поля
в точке С была равна нулю?

24. Горизонтально
расположенная, неподвижная, положительно заряженная пластина
из диэлектрика создает электрическое поле напряженностью Е
= 10⁴ В/м. На нее с высоты h = 10 см падает
шарик массой m = 20 г, имеющий заряд q = +10^-5
Кл и начальную скорость υ₀= 1 м/с, направленную вертикально вниз.
Какая энергия выделяется при абсолютно неупругом ударе шарика
о пластину?

25. Электрон влетает в
электрическое поле, созданное двум разноименно заряженными пластинами
плоского конденсатора, со скоростью υ (υ <<
c) на равном расстоянии от них (см. рисунок). Расстояние
между пластинами d, длина пластин L (L
>> d). При какой минимальной разности потенциалов
между пластинами конденсатора электрон не вылетит из него?

26. Электрон со скоростью
υ = 5•10⁶ м/с влетает в пространство между
пластинами плоского конденсатор, между которыми поддерживается
разность потенциалов U = 500 В (см. рисунок). Каково
максимальное удаление электрона h от нижней пластины
конденсатора? Отношение заряда электрона к его массе γ
= -1,76•10¹¹ Кл/кг, угол падения электрона
α = 60⁰. Расстояние между пластинами конденсатора
равно d = 5 см.

27. Шарик
массой m = 20 г подвешен на шелковой нити и помещен
над положительно заряженной плоскостью, создающей однородное
вертикальное электрическое поле напряженностью Е =
10⁴ В/м. Шарик имеет положительный заряд q
= 10^-5 Кл. Период малых колебаний шарика Т
= 1 с. Какова длина нити?

28. Точечный заряд q
= 10 пКл создает на расстоянии R электрическое поле с потенциалом
φ₁ = 1 В. Три концентрические сферы с радиусами
R, 2R и 3R несут равномерно распределенные
по их поверхностям заряды q₁ = +2q,
q₂ и q₃ = -2q
соответственно (см. рисунок). Значение потенциала поля в точке
А, отстоящей на расстояние R_A =
2,5R от центра сфер, равно φ₂ = 2,6
В. Чему равна величина заряда q₂?

29. Одни и те же элементы
соединены в электрическую цепь сначала по схеме 1, а затем по
схеме 2 (см. рисунок). Сопротивление резистора равно R,
сопротивление амперметра 0,01R, сопротивление вольтметра
9R. Найдите отношение I₂/I₁
показаний амперметра в схемах. Внутренним сопротивлением источника
и сопротивлением проводов пренебречь.

30. Чему равна напряженность
электрического поля внутри плоского конденсатора (см. рисунок),
если внутреннее сопротивление источника тока r = 10
Ом, ЭДС его равна ε = 30 В, сопротивление резисторов R₁
= 20 Ом, R₂ = 40 Ом? Расстояние между обкладками
конденсатора d = 1 мм.

31. Лампочки
поочередно подключают к источнику постоянного тока. Сопротивления
лампочек равны 3 Ом и 12 Ом. Мощность тока в лампочках одинакова.
Чему равно внутреннее сопротивление источника тока?

32. Источник постоянного
напряжения с ЭДС 100 В подключен через резистор к конденсатору
переменной ёмкости, расстояние между пластинами которого можно
изменять (см. рисунок). Пластины медленно сблизили, при этом
силы притяжения пластин совершили работу 10 мкДж. Какое количество
теплоты выделилось в электрической цепи с момента начала движения
пластин до полного затухания возникших при этом переходных процессов,
если заряд конденсатора в итоге изменился на 1 мкКл?

33. Заряженная
частица ускоряется постоянным электрическим полем конденсатора,
напряжение на обкладках которого 1280 В. Затем она влетает в
однородное магнитное поле, модуль вектора магнитной индукции
которого равен 200 мкТл, и движется по дуге окружности радиусом
60 см в плоскости, перпендикулярной линиям магнитной индукции.
Определите отношение заряда частицы к ее массе.

34. В циклотроне поддерживается
разность потенциалов между дуантами U = 500 В. Чему
равен радиус конечной орбиты иона Ве⁺⁺,
если ион, двигаясь в магнитном поле с индукцией В =
1,53 Тл, успел совершить N = 50000 оборотов? Масса
иона бериллия m = 1,5•10^-26 кг.

35. В масс-спектрограф
влетают однократно ионизированные ионы неона с одинаковыми зарядами,
но разными массами m₁ = 20 а.е.м. и m₂
= 22 а.е.м., предварительно пройдя «фильтр скоростей»,
выделяющий ионы с одинаковой скоростью υ. Фильтр создан
электрическим полем напряженностью Е
и магнитным полем индукцией В, причем
векторы и взаимно перпендикулярны. Отклоняющее магнитное поле,
перпендикулярное пучку ионов, имеет индукцию В₀.
Ионы совершают половину оборота в отклоняющем магнитном поле.
Чему равно расстояние между точками S₁ и
S₂ (см. рисунок)?

36. Электрон
влетает в однородное магнитное поле со скоростью υ под
острым углом α к параллельно направленным векторам E
и B. Определите, сколько оборотов
успеет сделать электрон до того, как начнет движение в направлении,
обратном направлению векторов E и
B. Величины Е и В
считать известными.

37. Медный
куб с длиной ребра a = 0,1 м скользит по столу с постоянной
скоростью υ = 10 м/с, касаясь стола одной из плоских поверхностей.
Вектор индукции магнитного поля В = 0,2 Тл направлен
вдоль поверхности стола и перпендикулярно вектору скорости куба.
Найдите модуль вектора напряженности электрического поля, возникающего
внутри металла, и разность потенциалов между центром куба и
одной из его вершин.

38. По прямому горизонтальному
проводнику длины 1 м с площадью поперечного сечения 12,5 мм²,
подвешенному с помощью двух одинаковых невесомых пружинок с
коэффициентами упругости 100 Н/м течет электрический ток I.
При включении вертикального магнитного поля с индукцией В
= 0,1 Тл проводник отклонился от исходного положения к составляют
с вертикалью угол α (см. рисунок). Абсолютное удлинение
каждой из пружинок при этом составляет 7 мм. Найдите силу тока
I в проводе. Плотность материала проводника ρ
= 8•10³ кг/м³.

39. Медное
кольцо, диаметр которого 20 см, а диаметр провода кольца 2 мм,
расположено в магнитном поле, магнитная индукция которого меняется
по модулю со скоростью 1,09 Тл/с. Плоскость кольца перпендикулярна
вектору магнитной индукции. Чему равен возникающий в кольце
индукционный ток? Удельное сопротивление меди 1,72•10^-8
Ом•м.

40. Плоская
катушка диаметром 6 см находится в однородном магнитном поле,
индукция которого 6•10^-2 Тл. Катушка поворачивается
вокруг оси, перпендикулярной линиям магнитной индукции, на угол
180^o за 0,2 с. Плоскость катушки до и после поворота
перпендикулярна линиям магнитной индукции. Среднее значение
ЭДС индукции, возникающей в катушке, равно 0,2 В. Чему равно
число витков катушки?

41. По П-образному
проводнику acdb постоянного сечения со скоростью скользит
проводящая перемычка ab такого же сечения, длиной l.
Проводники помещены в постоянное однородное магнитное поле,
вектор индукции которого направлен перпендикулярно плоскости
проводников (см. рисунок). Определите разность потенциалов U
= φ_a – φ_b
между точками a и b в тот момент, когда ab
= aс. Сопротивление между проводниками в точках контакта
пренебрежимо мало.

42. Квадратная проволочная
рамка abcd со стороной ab = l движется равномерно со
скоростью υ вдоль оси ОХ системы отсчета, связанной с
магнитами, и попадает в область магнитного поля с индукцией
B, отмеченную на рисунке. Сопротивление
проводников рамки равно R. Определить работу силы Ампера,
действующей на рамку, за то время, когда она войдет в область,
занятую полем, если в начальный момент рамка находилась полностью
вне поля.

43. Квадратную рамку из
медной проволоки со стороной b = 5 см и сопротивлением
R = 0,1 Ом перемещают вдоль оси ОХ по гладкой
горизонтальной поверхности с постоянной скоростью υ. Начальное
положение рамки изображено на рисунке. За время движения рамка
успевает пройти между полюсами магнита и оказаться в области,
где магнитное поле отсутствует. Ширина полюсов магнита d
= 20 см, магнитное поле имеет резкую границу и однородно между
полюсами, а его индукция В = 1 Тл. Возникающие в рамке
индукционные токи нагревают проволоку. Чему равна скорость движения
рамки, если за время движения в ней выделяется количество теплоты
Q = 2,5•10^-3 Дж?

44. Плоский контур с источником
постоянного тока находится во внешнем однородном магнитном поле,
вектор магнитной индукции которого перпендикулярен плоскости
контура (см. рисунок). На сколько процентов изменится мощность
тока в контуре после того, как поле начнет уменьшаться со скоростью
0,01 Тл/с? Площадь контура 0,1 м², ЭДС источника
10 мВ.

45. В колебательном контуре,
состоящем из катушки с индуктивностью L и воздушного
конденсатора емкостью С, происходят гармонические колебания
силы тока с амплитудой I₀. В тот момент,
когда сила тока в катушке равна нулю, пространство между пластинами
быстро заполняют диэлектриком с диэлектрической проницаемостью
ε = 1,5. На сколько изменится полная энергия контура?

46. Ключ в схеме, показанной
на рисунке, в начальный момент был замкнут. Определить количество
теплоты, выделившееся на резисторе R после размыкания
ключа. Индуктивность катушки L = 0,2 Гн, сопротивление
резистора R = 100 Ом, величина ЭДС источника ε
= 9 В, его внутреннее сопротивление r = 3 Ом.

47. Ключ К в
схеме, показанной на рисунке, в начальный момент был замкнут.
Определить количество теплоты, выделившееся на резисторе R
после размыкания ключа. Индуктивность катушки L = 4•10^-6
Гн, емкость конденсатора C = 7•10^-5
Ф, сопротивление резисторов R₀ = 10 Ом,
R = 15 Ом, величина ЭДС источника ε = 450 В.

48. В цепи, состоящей
из источника тока с ЭДС ε, конденсатора емкости С,
катушки индуктивности L и идеального диода D,
ключ K первоначально разомкнут. Определите напряжение,
до которого зарядится конденсатор после замыкания ключа. Диод
считается идеальным, если его сопротивление в прямом направлении
бесконечно мало, а в обратном направлении — бесконечно велико.
Внутреннее сопротивление источника тока равно нулю.

Решение
→

Источник

Публикую ответы к варианту от 4 сентября.

25 комментариев

Григорий
✉️
15.09.2021 09:19:10

Здравствуйте! В задаче №8 второй ответ неправильный, как мне кажется. Согласно закона ньютона равнодействующая равна произведению массы на ускорение!

Анна Валерьевна
✨
15.09.2021 18:23:30

Вы совершенно правы. Текст варианта исправила.

Евгения
✉️
20.09.2021 12:21:11

2утверждение в задании 2 было бы лучше сказать от глубины погружения, а не от погруженного объема.

Анна Валерьевна
✨
20.09.2021 12:46:43

А объем тоже ж линейно меняется с глубиной))

Евгения
✨
20.09.2021 15:32:12

а что такое вообще погруженный объем? особенно когда все тело погрузили?

Ирина
✉️
21.09.2021 05:46:16

Доброе утро!Скажите.пожалуйста, а разбор варианта будет? С уважением,Ирина

Ирина
✉️
21.09.2021 05:48:02

Добрый день! Подскажите, пожалуйста, будут ли разборы новых вариантов (101,102)?

Анна Валерьевна
✨
21.09.2021 11:01:28

Не уверена. Пока очень хочется ходить за грибами. И решать задачи. А оформлять не хочется…

Владимир
✉️
21.09.2021 15:54:36

Здравствуйте! В пятом задании силы образуют египетский треугольник. Ответ должен быть 150 градусов. Я заблуждаюсь?

Анна Валерьевна
✨
21.09.2021 16:00:44

Насчет треугольника не соглашусь. И ответ правильный — 143 градуса.

Rizida
✉️
07.10.2021 15:58:10

Доброго времени суток! Насчет первого задания, вариант101. Утверждение под номером 5: данная тема не рассматривается в школе

Анна Валерьевна
✨
08.10.2021 14:52:43

Да, я знаю об этом. Штош, кто-то знает.

Михаил
✉️
06.01.2022 12:09:29

Здравствуйте, в 13 задании ответ на второй вопрос у меня получился 540, такой же ответ на мфтишном сайте mathus.ru в этой задаче…

Анна Валерьевна
✨
08.01.2022 15:59:14

Да, помню, была такая цифра. Пересмотрю решение.

Михаил
✉️
17.01.2022 08:09:09

Здравствуйте, где можно найти подробное решение 28 задания в 101 варианте.

Анна Валерьевна
✨
17.01.2022 12:11:08

Могу выслать на почту.

Екатерина
✨
18.02.2022 13:00:22

Здравствуйте! Скажите исправленные верные варианты ответов в задании 8

Анна Валерьевна
✨
18.02.2022 13:53:47

Они верные.

Екатерина
✉️
20.02.2022 10:28:58

Таким образом резултирующую находим этих отдельных кубиков в 8 задании: 2 и 3?

Екатерина
✉️
20.02.2022 10:34:16

скажите, пожалуйста, в задании11 верный ответ? У меня выходит 21 градус.

Анна Валерьевна
✨
21.02.2022 09:53:37

1 и 3, как и указано в ответах.

Анна Валерьевна
✨
21.02.2022 09:59:48

Если быть совсем точным, то 15,2. Но просят округлить до целых.
Вообще, как правило, ответы у меня верные. А в том случае, когда у меня, как у вас сейчас, не сходится ответ — я обычно подозреваю, что Я неверно решила задачу, а не то, что ответ неверен в задачнике…

Алишер
✉️
24.03.2022 19:52:04

Можно где можно посмотреть решения 27-ой задачи?

Анна Валерьевна
✨
28.03.2022 13:31:31

[latexpage]
Работа за цикл в обоих случаях (и для А, и для В) равна $A=Delta pDelta V$. Тогда КПД цикла А:
$$eta_A=frac{A}{Q_A}=frac{Delta pDelta V}{Q_{12}+Q_{23}}=frac{Delta pDelta V}{A_{23}+Delta U_13}$$
Здесь $p_1, V_1$ — самое маленькое давление и самый малый объем, соответствующие точке 1. Аналогично $p_2, V_2$ — соответствуют точке 2, и $p_3, V_3$ — точке 3 на рисунке.
$$eta_A=frac{Delta pDelta V}{(p_1+Delta p)cdot Delta V+frac{3}{2}(p_2V_3-p_1V_2)}$$
$$eta_A=frac{Delta pDelta V}{(p_1Delta V+Delta pDelta V+frac{3}{2}((p_1+Delta p)(V_1+2Delta V)-p_1(V_1+Delta V))}$$
$$eta_A=frac{Delta pDelta V}{(p_1Delta V+Delta pDelta V+frac{3}{2}((p_1V1+2p_1Delta V+Delta p V_1+2Delta pDelta V-p_1V_1-p_1Delta V)}$$
$$eta_A=frac{Delta pDelta V}{4Delta pDelta V+2,5p_1Delta V+1,5Delta p V_1}$$
То же самое проделываем для КПД цикла В. И получим для него
$$eta_B=frac{Delta pDelta V}{5Delta pDelta V+2,5p_1Delta V+1,5Delta p V_1}$$
Тогда
$$frac{1}{eta_A}=4+2,5frac{p_1}{Delta p}+1,5frac{V_1}{Delta V}$$
$$frac{1}{eta_B}=5+2,5frac{p_1}{Delta p}+1,5frac{V_1}{Delta V}$$
Или
$$frac{1}{eta_B}=frac{1}{eta_A}+1$$
Отсюда ответ.

FPUXviMeN
✉️
05.04.2022 01:30:49

FKOEtlIznZQW

Источник

К однородному медному цилиндрическому проводнику длиной 40 м приложили разность потенциалов 10 В. Каким будет изменение температуры проводника DT через 15 с? Изменением сопротивления проводника и рассеянием тепла при его нагревании пренебречь. (Удельное сопротивление меди 1,7´10–8 Ом´м.)

На рисунке показана схема устройства для предварительного отбора заряженных частиц для последующего детального исследования. Устройство представляет собой конденсатор, пластины которого изогнуты дугой радиусом см. Предположим, что в промежуток между обкладками конденсатора из источника заряженных частиц (и. ч.) влетают ионы, как показано на рисунке. Напряжённость электрического поля в конденсаторе по модулю равна 5 кВ/м. Скорость ионов равна 10⁵ м/с. При каком значении отношения заряда к массе ионы пролетят сквозь конденсатор, не коснувшись его пластин? Считать, что расстояние между обкладками конденсатора мало, напряжённость электрического поля в конденсаторе всюду одинакова по модулю, а вне конденсатора электрическое поле отсутствует. Влиянием силы тяжести пренебречь.

По прямому горизонтальному проводнику длиной 1 м с площадью поперечного сечения подвешенному с помощью двух одинаковых невесомых пружинок жёсткостью 100 Н/м, течёт ток (см. рисунок).

Какой угол составляют оси пружинок с вертикалью после включения вертикального магнитного поля с индукцией если абсолютное удлинение каждой из пружинок при этом составляет ? (Плотность материала проводника )

В электрической цепи, показанной на рисунке, ЭДС источника тока равна 12 В, емкость конденсатора 2 мФ, индуктивность катушки 5 мГн, сопротивление лампы 5 Ом и сопротивление резистора 3 Ом.

В начальный момент времени ключ К замкнут. Какая энергия выделится в лампе после размыкания ключа? Внутренним сопротивлением источника тока, и проводов пренебречь.

Пылинка, имеющая массу и заряд влетает в электрическое поле вертикального высокого конденсатора в точке, находящейся посередине между его пластинами (см. рисунок, вид сверху).

Чему должна быть равна минимальная скорость, с которой пылинка влетает в конденсатор, чтобы она смогла пролететь его насквозь? Длина пластин конденсатора 10 см, расстояние между пластинами 1 см, напряжение на пластинах конденсатора 5 000 В. Система находится в вакууме.

Плоская горизонтальная фигура площадью 0,1 м², ограниченная проводящим контуром, имеющим сопротивление 5 Ом, находится в однородном магнитном поле. Проекция вектора магнитной индукции на вертикальную ось О_z медленно и равномерно возрастает от некоторого начального значения B_1z до конечного значения B_2z = 4,7 Тл. За это время по контуру протекает заряд Δq= 0,08 Кл. Найдите B_1z.

В электрической схеме, показанной на рисунке, ключ К замкнут.

Заряд конденсатора ЭДС батарейки её внутреннее сопротивление сопротивление резистора Найдите количество теплоты, которое выделяется на резисторе после размыкания ключа К в результате разряда конденсатора. Потерями на излучение пренебречь.

Тонкий алюминиевый брусок прямоугольного сечения, имеющий длину L = 0,5 м, соскальзывает из состояния покоя по гладкой наклонной плоскости из диэлектрика в вертикальном магнитном поле индукцией В = 0,1 Тл (см. рисунок). Плоскость наклонена к горизонту под углом a = 30°. Продольная ось бруска при движении сохраняет горизонтальное направление. Найдите величину ЭДС индукции на концах бруска в момент, когда брусок пройдёт по наклонной плоскости расстояние l = 1,6 м.

Проводящий стержень длиной l = 20 см движется поступательно в однородном магнитном поле со скоростью v = 1 м/с так, что угол между стержнем и вектором скорости = 30° (см. рисунок). ЭДС индукции в стержне равна 0,05 В. Какова индукция магнитного поля?

Как и во сколько раз изменится мощность, выделяющаяся на резисторе в цепи, схема которой изображена на рисунке, если перевести ключ К из положения 1 в положение 2? Параметры цепи:

На уроке физики школьник собрал схему, изображенную на рисунке. Ему было известно, что сопротивления резисторов равны и Токи, измеренные школьником при помощи идеального амперметра А при последовательном подключении ключа К к контактам 1, 2 и 3, оказались равными, соответственно, Чему было равно сопротивление резистора ?

В цепи, схема которой изображена на рисунке, вначале замыкают ключ а затем, спустя длительное время, ключ Известно, что после этого через ключ протек заряд, равный по модулю Чему равна ЭДС источника тока, если ? Источник считайте идеальным.

В цепи, изображённой на рисунке, сопротивление диода в прямом направлении пренебрежимо мало, а в обратном многократно превышает сопротивление резисторов. При подключении к точке А положительного полюса, а к точке В отрицательного полюса батареи с ЭДС 12 В и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением потребляемая мощность равна 14,4 Вт. При изменении полярности подключения батареи потребляемая мощность оказалась равной 21,6 Вт. Укажите, как течёт ток через диод и резисторы в обоих случаях, и определите сопротивления резисторов в этой цепи.

В цепи, изображённой на рисунке, сопротивления резисторов равны между собой: R₁= R₂ = R₃ = R. При разомкнутом ключе К через резистор R₃ течёт ток I₀ =1,4 А. Загорится ли лампа после замыкания ключа, если она загорается при силе тока I = 0,5 А? Сопротивление лампы в этом режиме R_л = 3R. Внутренним сопротивлением источника пренебречь, диод считать идеальным.

Решение

1. Из рисунка видно, что диод включен противоположно направлению тока. Так как диод идеальный, то ток через него и резистор не потечёт.

2. При разомкнутом ключе резисторы и подключены последовательно, а значит, сила тока в этом случае по закону Ома равна

3. Когда ключ замыкают, лампа включается параллельно резистору а значит, сопротивление участка с параллельным соединением проводов будет:

Ток в цепи в этом случае:

Напряжение на параллельных участках одинаково и равно

Тогда через лампу будет проходить ток:

что меньше величины необходимого тока, а значит, лампа не загорится.

Задача 16

Одни и те же элементы соединены в электрическую цепь сначала по схеме 1, а затем по схеме 2 (см. рисунок). Сопротивление резистора равно R, сопротивление амперметра сопротивление вольтметра Найдите отношение мощностей выделяемых на резисторах в этих схемах. Внутренним сопротивлением источника и сопротивлением проводов пренебречь.

Решение

Пусть — сопротивление амперметра, — сопротивление вольтметра, — ЭДС источника. В схеме 1 напряжение на резисторе определяется с помощью закона Ома для замкнутой цепи: где — сопротивление участка цепи, содержащего резистор и вольтметр. Отсюда:

В схеме 2 с помощью закона Ома найдём силу тока через резистор:

Отношение мощностей

Задача 17

Маленький шарик с зарядом и массой 3 г, подвешенный на невесомой нити с коэффициентом упругости 100 Н/м, находится между вертикальными пластинами плоского воздушного конденсатора. Расстояние между обкладками конденсатора 5 см. Какова разность потенциалов между обкладками конденсатора, если удлинение нити 0,5 мм?

Решение

Условия равновесия: Возведем оба равенства в квадрат и сложим их: откуда

Напряженность электрического поля в конденсаторе:

Таким образом,

Задача 18

По П-образному проводнику постоянного сечения скользит со скоростью медная перемычка длиной из того же материала и такого же сечения.

Проводники, образующие контур, помещены в постоянное однородное магнитное поле, вектор индукции которого направлен перпендикулярно плоскости проводников (см. рисунок). Какова индукция магнитного поля если в тот момент, когда разность потенциалов между точками и равна ? Сопротивление между проводниками в точках контакта пренебрежимо мало, а сопротивление проводов велико.

Решение

При движении перемычки в ней возникает ЭДС

Закон Ома для замкнутой цепи :

где — сопротивление перемычки Следовательно,

Задача 19

Два плоских конденсатора ёмкостью С и 2С соединили параллельно и зарядили до напряжения U. Затем ключ К разомкнули, отключив конденсаторы от источника (см. рисунок). Пространство между их обкладками заполнено жидким диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ε. Какой будет разность потенциалов между обкладками, если из правого конденсатора диэлектрик вытечет?

Решение

В соответствии с определением понятия «ёмкость» для суммарного заряда конденсаторов имеем:

где 3С — суммарная ёмкость конденсаторов, когда оба они заполнены жидким диэлектриком. После вытекания диэлектрика из правого конденсатора суммарный заряд останется прежним. Так как для плоского конденсатора C~ε, то суммарная ёмкость станет равной (С + 2С/ε), а напряжение будет равно U₁, так что

Решая систему уравнений (1) и (2), получим ответ:

Задача 20

Катод фотоэлемента с работой выхода освещается светом частотой Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле с индукцией перпендикулярно линиям индукции этого поля. Чему равен максимальный радиус окружности R, по которой движутся электроны?

Решение

№ этапа	Содержание этапа решения	Чертёж, график, формула	Оценка этапа в баллах
1	Записано уравнение Эйнштейна для фотоэффекта:		1
2	Записано уравнение, связывающее силу Лоренца, действующую на электрон, с величиной центростремительного ускорения: Уравнение преобразовано к виду, устанавливающему связь между кинетической энергией электрона и радиусом орбиты:		1
3	Решена система уравнений и получен ответ в алгебраической форме: Подставлены значения констант и параметров и получен ответ в числовой форме:		1
Максимальный балл	3

Задача 21

В однородном магнитном поле, индукция которого протон движется перпендикулярно вектору магнитной индукции В по окружности радиусом 5 м. Определите скорость протона.

Решение

Из уравнения, связывающего на основе второго закона Ньютона силу Лоренца, действующую на протон, с модулем центростремительного ускорения: . Откуда выражаем искомую скорость.

Задача 22

К одному концу лёгкой пружины жёсткостью k = 100 Н/м прикреплён массивный груз, лежащий на горизонтальной плоскости, другой конец пружины закреплён неподвижно (см. рисунок). Коэффициент трения груза по плоскости Груз смещают по горизонтали, растягивая пружину, затем отпускают с начальной скоростью, равной нулю. Груз движется в одном направлении и затем останавливается в положении, в котором пружина уже сжата. Максимальное растяжение пружины, при котором груз движется таким образом, равно d = 15 см. Найдите массу m груза.

Решение

1. Начальная энергия системы равна потенциальной энергии растянутой пружины: После того, как пружину отпустили, она остановится в положении, при котором она сжата на величину Тогда конечная энергия системы равна потенциальной энергии сжатой пружины:

Приращение полной энергии системы равно работе силы трения

где — модуль силы реакции опоры.

2. В момент, когда груз остановился, по второму закону Ньютона равнодействующая всех сил стала равна нулю. Пружина сжата, поэтому сила упругости пружины направлена вправо. Её уравновешивает сила трения покоя, которая направлена против возможного движения, причём эта сила максимальна, т. к. по условию начальное положение пружины соответствует максимальному растяжению пружины, при котором груз движется таким образом.

Запишем закон Ньютона для вертикальной и горизонтальной оси:

3. Подставим полученное выражение для в равенство из пункта 1:

После подстановки получим

Задача 23

Хорошо проводящая рамка площадью вращается в однородном магнитном поле с индукцией перпендикулярной оси вращения рамки, с частотой Скользящие контакты от рамки присоединены к цепи, состоящей из резистора сопротивлением к которому последовательно присоединены два параллельно соединенных резистора сопротивлениями и (см. рис.). Найти максимальную силу тока, текущего через резистор в процессе вращения рамки. Индуктивностью цепи можно пренебречь.

Решение

При вращении рамки в магнитном поле в ней возникает ЭДС индукции, равная, по закону электромагнитной индукции Фарадея,

(здесь — угловая частота вращения рамки).

В цепи из резисторов, присоединенной к рамке, под действием этой ЭДС возникает ток, равный, согласно закону Ома для полной цепи, где согласно формулам для сопротивления цепи, состоящей из последовательно и, параллельно соединенных резисторов,

Поскольку падение напряжения на параллельно соединенных резисторах и одинаково, по закону Ома для участка цепи причем в точке разветвления тока Из всех записанных уравнений следует, что

откуда искомая максимальная сила тока равна, очевидно,

Подставляя числовые данные и проверяя размерность, получаем:

Задача 24

На двух вертикальных лёгких проводах длиной l каждый подвешен в горизонтальном положении массивный проводящий стержень длиной L. Верхние концы проводов присоединены к обкладкам конденсатора ёмкостью С. Система находится в вертикальном однородном магнитном поле с индукцией В (см. рисунок). Стержень отклоняют от положения равновесия параллельно самому себе на небольшое расстояние и отпускают с нулевой начальной скоростью. Найдите зависимость от времени t заряда q конденсатора, считая, что в начальный момент, при конденсатор был не заряжен. Трением, сопротивлением всех проводников и контактов между ними, а также силами взаимодействия токов в проводниках с магнитным полем пренебречь.

Решение

Согласно условию задачи, взаимодействие токов в проводниках с магнитным полем пренебрежимо мало. Поэтому после отпускания стержень будет совершать свободные колебания, как математический маятник, с круговой частотой по закону где x — текущее отклонение стержня от положения равновесия.

Поток вектора магнитной индукции через замкнутый контур, содержащий все проводники и конденсатор, равен

По закону электромагнитной индукции Фарадея при колебаниях стержня в данном контуре будет возникать ЭДС индукции, равная

Поскольку сопротивлением проводников мы также пренебрегаем, то по закону Ома для полной цепи эта ЭДС равняется напряжению между обкладками конденсатора: откуда

Задача 25

В однородном магнитном поле с индукцией протон движется перпендикулярно вектору индукции со скоростью Определите радиус траектории протона.

Задача 26

Ядро изотопа водорода — дейтерия — движется в однородном магнитном поле индукцией перпендикулярно вектору В индукции по окружности радиусом 10 м. Определите скорость ядра.

Задача 27

В однородном магнитном поле с индукцией B, направленной вертикально вниз, равномерно вращается в горизонтальной плоскости против часовой стрелки положительно заряженный шарик массой m, подвешенный на нити длиной l (конический маятник). Угол отклонения нити от вертикали равен скорость движения шарика равна v. Найдите заряд шарика q.

Решение

Задача 28

На непроводящей горизонтальной поверхности стола проводящая жёсткая рамка массой m из однородной тонкой проволоки, согнутая в виде квадрата ACDE со стороной (см. рисунок). Рамка находится в однородном горизонтальном магнитном поле, вектор индукции которого перпендикулярен сторонам АЕ и CD и равен по модулю В. По рамке течёт ток в направлении, указанном стрелками (см. рисунок). При какой минимальной силе тока рамка начнет поворачиваться вокруг стороны CD?

Решение

Для того, чтобы рамка начала поворачиваться вокруг оси CD, вращательный момент сил, действующих на рамку и направленных вверх, должен быть не меньше суммарного момента сил, направленных вниз.

На проводник с током в магнитном поле действует сила Ампера Если направление тока и магнитного поля параллельны, то сила Ампера не действует. В данном случае на сторону АЕ действует сила Ампера которая по правилу буравчика направлена вверх (на рисунке — на нас). На каждую из сторон действует сила тяжести т. к. масса всего квадрата равна

Запишем условие моментов: где и — плечи сил относительно оси CD.

Отсюда находим минимальную силу тока

Задача 29

Ион ускоряется в электрическом поле с разностью потенциалов кВ и попадает в однородное магнитное поле перпендикулярно к вектору его индукции (см. рисунок). Радиус траектории движения иона в магнитном поле м, модуль индукции магнитного поля равен 0,5 Тл. Определите отношение массы иона к его электрическому заряду Кинетической энергией иона при его вылете из источника пренебрегите.

Решение

Разность потенциалов сообщает иону кинетическую энергию

В магнитном поле, на движущийся ион действует сила Лоренца, которая сообщает ему центростремительное ускорение:

Приравнивая правые части полученных равенств, имеем

Задача 30

Горизонтальный проводящий стержень прямоугольного сечения поступательно движется с ускорением вверх по гладкой наклонной плоскости в вертикальном однородном магнитном поле (см. рисунок).

По стержню протекает ток I. Угол наклона плоскости Отношение массы стержня к его длине Модуль индукции магнитного поля Ускорение стержня Чему равна сила тока в стержне?

Решение

1) На рисунке показаны силы, действующие на стержень с током:

— сила тяжести направленная вертикально вниз;

— сила реакции опоры направленная перпендикулярно к наклонной плоскости;

— сила Ампера направленная горизонтально вправо, что вытекает из условия задачи.

2) Модуль силы Ампера

3) Систему отсчёта, связанную с наклонной плоскостью, считаем инерциальной. Для решения задачи достаточно записать второй закон Ньютона в проекциях на ось х (см. рисунок):

Отсюда находим

Задача 31

В зазоре между полюсами электромагнита вращается с угловой скоростью ω = 100 с^–1проволочная рамка в форме полуокружности радиусом r = 5 см, содержащая N = 20 витков провода. Ось вращения рамки проходит вдоль оси О рамки и находится вблизи края области с постоянным однородным магнитным полем с индукцией В = 1 Тл (см. рисунок), линии которого перпендикулярны плоскости рамки. Концы обмотки рамки замкнуты через скользящие контакты на резистор с сопротивлением R = 25 Ом. Пренебрегая сопротивлением рамки, найдите тепловую мощность, выделяющуюся в резисторе.

Решение

При вращении рамки в магнитном поле в ней возникает ЭДС индукции, равная по модулю

За малое время рамка поворачивается на угол и её площадь, находящаяся в магнитном, поле увеличивается на так что

Так происходит до тех пор, пока площадь рамки в поле увеличивается. После того как вся рамка окажется в поле, эта площадь начнёт уменьшаться с такой же скоростью, так что ЭДС поменяет знак, но сохранит своё значение.

Таким образом, согласно закону Ома для замкнутой цепи, в рамке всё время будет течь ток с одинаковым значением периодически изменяя своё направление на противоположное.

По закону Джоуля — Ленца тепловая мощность, выделяющаяся при этом процессе в резисторе, не зависит от направления тока и равняется

Задача 32

На шероховатой плоскости, наклонённой под углом к горизонту, находится однородный цилиндрический проводник массой от г и длиной см (см. рисунок). По проводнику пропускают ток в направлении «от нас», за плоскость рисунка, и вся система находится в однородном магнитном поле с индукцией направленной вертикально вниз. При какой силе тока цилиндр будет оставаться на месте, не скатываясь с плоскости и не накатываясь на неё?

РешениеНарисуем силы, действующие на проводник с током: силу тяжести направленную вертикально вниз, силу нормального давления перпендикулярную плоскости, и силу Ампера равную по модулю и направленную в данном случае, согласно правилу левой руки, горизонтально влево (см. рисунок). Заметим, что все эти три силы приложены таким образом, что они не создают моментов сил относительно оси цилиндра. Поэтому в равновесии сила сухого трения цилиндра о шероховатую наклонную плоскость децствительно должна равняться нулю — иначе он бы покатился.

Спроецируем эти силы на направление вдоль плоскости и на перпендикуляр к ней. Условия равновесия имеют вид

Из первого уравнения находим искомую величину силы тока при равновесии цилиндра: Подставляя это значение во второе уравнение, находим (хотя эту величину находить по условию не требовалось).

Задача 33

Проводник движется равноускоренно в однородном вертикальном магнитном поле. Направление скорости перпендикулярно проводнику. Длина проводника — 2 м. Индукция перпендикулярна проводнику и скорости его движения. Проводник перемещается на 3 м за некоторое время. При этом начальная скорость проводника равна нулю, а ускорение 5 м/с². Найдите индукцию магнитного поля, зная, что ЭДС индукции на концах проводника в конце движения равна 2 В.

Решение

При движении проводника в магнитном поле на электроны в проводнике действует сила Лоренца. Сила Лоренца равна Напряжённость поля внутри проводника можно рассчитать по формуле Напряжение на концах проводника равно Движение равноускоренное, поэтому путь, пройденный проводником рассчитывается по формуле откуда Следовательно, откуда

Задача 34

Решение

Выражение для модуля ЭДС индукции в случае однородного поля: где S — площадь фигуры;

Закон Ома: E = IR, где R — сопротивление контура; — ток в контуре за время Δt изменения магнитного поля.

Выражение для заряда, протекающего по цепи:

Задача 35

К конденсатору С1 через диод и катушку индуктивности L подключён конденсатор ёмкостью С2 = 2 мкФ. До замыкания ключа К конденсатор С1 был заряжен до напряжения U = 50 В, а конденсатор С2 не заряжен. После замыкания ключа система перешла в новое состояние равновесия, в котором напряжение на конденсаторе С2 оказалось равным U2 = 20 В. Какова ёмкость конденсатора С1? (Активное сопротивление цепи пренебрежимо мало.)

Решение

Энергия заряженного конденсатора С1 до замыкания ключа К:Заряд конденсатора С1:

q = C1U.

Суммарная энергия заряженных конденсаторов после замыкания ключа К:

Так как процесс зарядки конденсатора С2 происходит медленно, нет потерь энергии на излучение, а следовательно, после замыкания ключа К первоначальная энергия заряженного конденсатора С1 в новом состоянии равновесия распределяется между конденсаторами:

Wэ = Wэ1 + Wэ2.

Кроме того, выполняется закон сохранения заряда: q = q1 + q2 = C1U1 + C2U2. Объединяя соотношения, получаем систему уравнений

Решая эту систему, получаем

Задача 36

Математический маятник, грузик которого имеет массу m = 8 г, совершает малые колебания в поле силы тяжести с периодом T₁ = 0,7 с. Грузик зарядили и включили направленное вниз однородное вертикальное электрическое поле, модуль напряжённости которого равен E = 3 кВ/м. В результате этого период колебаний маятника стал равным T₂ = 0,5 с. Найдите заряд q грузика.

Решение

1. В первом случае период колебаний математического маятника равен где l — длина нити подвеса маятника.

2. Во втором случае период колебаний шарика в электрическом поле, направленном вниз, уменьшился, значит, сила натяжения нити подвеса увеличилась и заряд шарика — положительный.

3. При малых колебаниях математического маятника с грузиком массой m и с зарядом q в поле тяготения модуль F силы натяжения нити близок к mg + qE. Уравнение движения грузика в проекции на горизонтальную ось Х имеет вид: где — угол отклонения нити от вертикали, x — смещение грузика. Отсюда получаем уравнение гармонических колебаний: или где Период этих колебаний равен

4. Из последнего уравнения находим заряд шарика маятника:

мкКл.

Задача 37

По горизонтально расположенным шероховатым рельсам с пренебрежимо малым сопротивлением могут скользить два одинаковых стержня массой и сопротивлением каждый. Расстояние между рельсами а коэффициент трения между стержнями и рельсами Рельсы со стержнями находятся в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией (см. рисунок). Под действием горизонтальной силы, действующей на первый стержень вдоль рельс, оба стержня движутся поступательно равномерно с разными скоростями. Какова скорость движения первого стержня относительно второго? Самоиндукцией контура пренебречь.

Решение

Задача 38

Два параллельных друг другу рельса, лежащих в горизонтальной плоскости, находятся в однородном магнитном поле, индукция B которого направлена вертикально вниз (см. рисунок, вид сверху). На рельсах находятся два одинаковых проводника. Левый проводник движется вправо со скоростью V, а правый — покоится. С какой скоростью v надо перемещать правый проводник направо, чтобы в три раза уменьшить силу Ампера, действующую на левый проводник? (Сопротивлением рельсов пренебречь.)

Решение

Источник

На этой странице вы можете найти варианты реальных КИМ ЕГЭ по физике. На сайте размещены только ссылки на варианты КИМ ЕГЭ и их решения. Здесь вы можете сказать тренировочный и реальный вариант ЕГЭ по физике 2021 и 2022 гг с ответами и решениями.

2021-2022 учебный год


Досрочные варианты ЕГЭ по физике-2022
Скачать вариант 1	Решение и ответы	31.03.2022



Открытый вариант досрочного ЕГЭ по физике-2022
Скачать вариант	Решение и ответы	31.03.2022
Демонстрационный вариант ЕГЭ по физике-2022
Вариант (профиль)	Спецификация	Кодификатор
Перспективный вариант демо-версии КИМ ЕГЭ по физике-2022
Вариант	Спецификация
Тренировочные работы Статград в формате ЕГЭ по физике-2022
Тренировочная работа №1	Ответы и решения	28 сентября 2021 г.
Тренировочная работа №2	Ответы и решения	15 декабря 2021 г.
Тренировочная работа №3	Ответы и решения	27 января 2022 г.
Тренировочная работа №4
Тренировочная работа №5	Ответы и решения	28 апреля 2022 г.

2020-2021 учебный год

Реальные варианты КИМ ЕГЭ по физике
Основная волна ЕГЭ по физике-2021
Вариант 1	Ответы и решения


Открытый вариант ЕГЭ по физике-2021 от ФИПИ
Вариант	Ответы и решения
Демонстрационный вариант ЕГЭ по физике-2021 (проект)
Вариант Ответы	Кодификатор	Спецификация
Тренировочные варианты ЕГЭ по физике-2021
Вариант 1 Вариант 2	Вариант 1 — ответы и решения Вариант 2 — ответы, критерии

Admin

Источник

Разбор 31 задания ЕГЭ 2020 по физике из демонстрационного варианта. Проверяемые элементы содержания: электродинамика (расчетная задача).

Маленький шарик массой m с зарядом q = 5 нКл, подвешенный к потолку на легкой шелковой нитке длиной l = 0,8 м, находится в горизонтальном однородном электростатическом поле E с модулем напряженности поля E = 6 ⋅ 10⁵ В/м (см. рисунок).

Шарик отпускают с нулевой начальной скоростью из положения, в котором нить вертикальна. В момент, когда нить образует с вертикалью угол α = 30°, модуль скорости шарика υ = 0,9 м/с. Чему равна масса шарика m? Сопротивлением воздуха пренебречь.

1) Систему отсчета, связанную с Землей, будем считать инерциальной. На шарик действуют вертикальная сила тяжести mg, горизонтальная сила со стороны электрического поля qE и вдоль нити сила ее натяжения T (см. рисунок).

2) По теореме об изменении кинетической энергии материальной точки в ИСО, ΔE_кин = A_{всех сил}. Работа силы T равна нулю, так как эта сила в любой момент времени перпендикулярна скорости шарика.

Силы mg и qE потенциальны, поэтому их работа при переходе из начальной точки в конечную не зависит от выбора траектории.

3) Выберем траекторию перехода в виде двух последовательных шагов: сначала из исходного положения вверх на расстояние h, затем по горизонтали на расстояние b в конечное положение. На этой траектории сумма работ силы тяжести и силы со стороны электрического поля

A = −mgh + qEb

где

h = l(1 − cosα)
b = lsinα

4) В результате получаем:

ΔE_кин = mυ² − 0 = A_{всех сил} = −mgl(1 − cosα) + qElsinα

отсюда

m = ^2qElsinα / _{υ² + 2gl(1 − cosα)}

m = ^{2 ⋅ 5 ⋅ 10⁻⁹ ⋅ 6 ⋅ 10⁵ ⋅ 0,8 ⋅ 0,5} / _{0,81 + 2 ⋅ 10 ⋅ 0,8 ⋅ (1 − √3/2)} = 8,1 ⋅ 10⁻⁴ кг

Ответ:
8,1 ⋅ 10⁻⁴ кг

Опубликовано: 14.01.2020
Обновлено: 14.01.2020

Источник