Физика егэ 2021 демоверсия решение задания

Материальная точка движется прямолинейно с постоянным ускорением вдоль оси (Ох). График зависимости её координаты от времени (x = x(t)) изображён на рисунке. Определите проекцию (a_x) ускорения этого тела.

Запишем уравнение кинематики для координаты: [x=x_0+v_0t+dfrac{a_xt^2}{2},] где (x_0) – начальная координата (в данном случае равна 0), (v_0) – начальная скорость (тоже равна 0, так как тангенс угла наклона равен 90(^circ) в точке (0,0)). Возьмем точку (2,2) для определения ускорения [a_x=dfrac{2x}{t^2}=dfrac{2cdot 2text{ м}}{4text{ с$^2$}}=1text{ м/с$^2$}]

Ответ: 1

На рисунке показаны силы (в заданном масштабе), действующие на материальную точку. Определите модуль равнодействующей этих сил.

Складываем силы по правилу параллелограма (параллельно переносим каждую из сил в конец другой) и находим, что равнодействующая равна 3 Н.

Ответ: 3

Тело движется в инерциальной системе отсчёта по прямой в одном направлении под действием постоянной силы величиной 5 Н. За 4 с импульс тела увеличился и стал равен 35 кг (cdot) м/с. Чему был равен первоначальный импульс тела?

Изменение импульса: [FDelta t =Delta p=p_2-p_1 Rightarrow p_1=p_2-FDelta t=35text{ кг$cdot $ м/c}-5text{Н}cdot 4text{ с}=15]

Ответ: 15

Каменный блок лежит на горизонтальной кладке стены, оказывая на кладку давление 2500 Па. Площадь грани, на которой лежит блок, равна 740 см2. Какова масса блока

Давление равно: [P=dfrac{F}{S}=dfrac{mg}{S},] где (F) – сила воздействия на поверхность, (S) – площадь, (m) – масса груза.
Откуда масса груза [m=dfrac{PS}{g}=dfrac{2500text{ Па}cdot 740cdot 10^{-4}text{ м$^3$}}{10text{ Н/кг}}=18,5text{ кг}]

Ответ: 18,5

Автомобиль массой 2 т проезжает верхнюю точку выпуклого моста, двигаясь с постоянной по модулю скоростью 36 км/ч. Радиус кривизны моста равен 40 м. Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения, характеризующих движение автомобиля по мосту.
1) Равнодействующая сил, действующих на автомобиль в верхней точке моста, сонаправлена с его скоростью.
2) Сила, с которой мост действует на автомобиль в верхней точке моста, меньше 20 000 Н и направлена вертикально вниз.
3) В верхней точке моста автомобиль действует на мост с силой, равной 15 000 Н.
4) Центростремительное ускорение автомобиля в верхней точке моста равно 2,5 м/с(^2).
5) Ускорение автомобиля в верхней точке моста направлено противоположно его скорости.
Автомобиль массой 2 т проезжает верхнюю точку выпуклого моста, радиус кривизны которого равен 40 м, со скоростью 36 км/ч. Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения, характеризующие движение автомобиля в этот момент времени, и укажите их номера.
1) Равнодействующая сила, действующая на автомобиль, направлена противоположно его скорости.
2) Сила, с которой мост действует на автомобиль, меньше 20 000 Н и направлена вертикально вниз.
3) Вес автомобиля равен 35 000 Н.
4) Центростремительное ускорение автомобиля равно 2,5 м/с(^2).
5) Вес автомобиля направлен вертикально вниз.

1) В верхней точке моста на автомобиль действует сила тяжести (mg) и сила реакции опоры (N), направленная вертикально вверх. Результирующая сила равна сумме этих сил и направлена вертикально вниз.
Утверждение 1 – (color{red}{small text{Неверно}})
2) Второй закон Ньютона: [mg-N=ma] [N=m(g-a)=m(g-frac{upsilon^2}{R})=2000cdot(10-frac{100}{40})=15000 text{ Н}] Сила, с которой мост действует на автомобиль — это сила реакции опоры (N), она направлена вертикально вверх.
Утверждение 2 – (color{red}{small text{Неверно}})
3) Вес равен по третьему закону Ньютона (P=N=15000) Н, прикладывается к мосту и направлен вниз.
Утверждение 3 – (color{green}{small text{Верно}})
4) Центростремительное ускорение: [a=frac{upsilon^2}{R}=frac{100}{40}=2,5 text{ м/с$^2$}]
Утверждение 4 – (color{green}{small text{Верно}})
5) Ускорение направлено в центр моста, а скорость по касательной Утверждение 5 – (color{red}{small text{Неверно}})

Ответ: 34

Искусственный спутник Земли перешёл с одной круговой орбиты на другую так, что на новой орбите его центростремительное ускорение увеличилось. Как изменились при этом сила притяжения спутника к Земле и скорость его движения по орбите? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

[begin{array}{|c|c|}
hline
text{Сила притяжения}&text{Скорость движения}\
text{спутника к Земле}&text{спутника по орбите}\
hline
&\
hline
end{array}]

А) Сила гравитационного взаимодействия [F=ma,] сила увеличится, так как ускорение увеличивается
Б) С одной стороны центростремительное ускорение равно: [a=dfrac{v^2}{R}] С другой стороны из второго закона Ньютона: [Gdfrac{Mm}{R^2}=ma,] где (M) – масса планеты, (v) – скорость спутника, (R) – радиус обращения спутника.
Следовательно [v =sqrt[4]{aGM}] Значит, ускорение уменьшается

Ответ: 11

Тело массой 200 г движется вдоль оси (Ox), при этом его координата изменяется во времени в соответствии с формулой (х(t) = 10 + 5t – 3t^2) (все величины выражены в СИ). Установите соответствие между физическими величинами и формулами, выражающими их изменения во времени. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

[begin{array}{ll}
text{ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА}&text{ФОРМУЛА}\
text{А) проекция $v_x(t)$ скорости тела}& 1) 5-6t\
&2) -1,2\
text{Б) проекция $F_x(t)$ равнодействующей сил, }& 3) -3\
text{приложенных к телу}& 4) 10+5t\
end{array}]

А) Скорость – это первая производная от координаты: [v_x(t)=x'(t)=5-6t] Б) Ускорение это производная от скорости [a_x(t)=v_x'(t)=-6] Сила по определению равна [F=ma=0,2text{ кг}cdot (-6)text{ м/с$^2$}=-1,2]

Ответ: 12

При уменьшении абсолютной температуры на 600 К средняя кинетическая энергия теплового движения молекул аргона уменьшилась в 4 раза. Какова конечная температура аргона?

Средняя кинетическая энергия движения: [E=dfrac{3}{2}kT] Пусть (T_0) – начальная температура, (T_k=T_0+600) – конечная температура. тогда [T_0+600=4T_0 Rightarrow 3T_0=600 Rightarrow T_0=200text{ К}]

Ответ: 200

На (pT—)диаграмме показан процесс изменения состояния 1 моль одноатомного идеального газа. Газ в этом процессе получил количество теплоты, равное 3 кДж. Определите работу, совершённую газом. Ответ дайте в кДж.

Температура постоянна, следовательно, внутренняя энергия в процессе не изменяется и вся теплота идет на работу газа.

Ответ: 3

В сосуде, объём которого можно изменять при помощи поршня, находится воздух с относительной влажностью 50%. Поршень медленно вдвигают в сосуд при неизменной температуре. Во сколько раз уменьшится объём сосуда к моменту, когда водяной пар станет насыщенным?

Чтобы пар стал насыщенным, давление должно возрасти в 2 раза, следовательно, из уравнения Бойля–Мариотта [pV=const] объем должен уменьшится в 2 раза

Ответ: 2

В цилиндрическом сосуде, закрытом подвижным поршнем, находится водяной пар и капля воды. С паром в сосуде при постоянной температуре провели процесс (a rightarrow b rightarrow c), (pV) –диаграмма которого представлена на рисунке. Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения относительно проведённого процесса. 1) На участке (brightarrow c) масса пара уменьшается. 2) На участке (a rightarrow b) к веществу в сосуде подводится положительное количество теплоты. 3) В точке (c) водяной пар является насыщенным. 4) На участке (a rightarrow b) внутренняя энергия капли уменьшается. 5) На участке (b rightarrow c) внутренняя энергия пара уменьшается.

1) Пар в точке (b) перестает быть насыщенным (до этого происходило испарение) и масса пара перестает изменяться
Утверждение 1 – (color{red}{small text{Неверно}})
2) При переходе из жидкого в газообразное состояние внутренняя энергия вещества увеличивается, следовательно, первый закон термодинамики запишется в виде [Q=Delta U(>0)pDelta V] Объем увеличивается, значит подводится положительное количество теплоты
Утверждение 2 – (color{green}{small text{Верно}})
3) Из пункта 1) утверждение неверно
Утверждение 3 – (color{red}{small text{Неверно}})
4) Масса капель уменьшается, следовательно, их внутренняя энергия тоже уменьшается
Утверждение 4 – (color{green}{small text{Верно}})
5) Масса пара и температура постоянны, следовательно и внутренняя энергия постоянна Утверждение 5 – (color{red}{small text{Неверно}})

Ответ:

Температура нагревателя идеального теплового двигателя, работающего по циклу Карно, равна (T_1), а коэффициент полезного действия этого двигателя равен (eta). За цикл рабочее тело двигателя получает от нагревателя количество теплоты (Q_1). Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

[begin{array}{ll}
text{ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА}&text{ФОРМУЛА}\
text{А) количество теплоты, отдаваемое рабочим}& 1) dfrac{T_1}{1-eta}\
text{телом двигателя за цикл}&2) T_1(1-eta)\
text{Б) температура холодильника}& 3) Q_1(1-eta)\
& 4) Q_1eta\
end{array}]

А) КПД равно [eta = 1- dfrac{Q_2}{Q_1}] Откуда искомая величина [Q_2=Q_1(1-eta)] Б) КПД равно [eta =1- dfrac{T_2}{T_1}] Откуда искомая величина [T_2=T_1(1-eta )]

Ответ:

Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) кулоновская сила (vec{F}) действующая на отрицательный точечный заряд (- q), помещённый в центр квадрата, в углах которого находятся заряды: (+q, +q, -q, -q) (см. рисунок)? Ответ запишите словом (словами)

Положительные заряды притягивают, а отрицательные заряды отталкивают, силы суммируются и направлены вправо

Ответ: ВПРАВО

Восемь одинаковых резисторов с сопротивлением (r =1) Ом соединены в электрическую цепь, через которую течёт ток (I = 4) А (см. рисунок). Какое напряжение показывает идеальный вольтметр?

Сопротивление нижнего участка цепи равно: [R_0=R+dfrac{4R^2}{4R}=2R] Сопротивление верхнего участка тоже равно 2(R), следовательно, ток распределяется на ветки поровну (2 А). Тогда напряжение равно [U=Ir=2text{ А}cdot 1text{ Ом}= 2text{ В}]

Ответ: 2

Определите энергию магнитного поля катушки индуктивностью 0,2 мГн при силе тока в ней 2 А. Ответ дайте в мДж.

Энергия [W=dfrac{LI^2}{2}=dfrac{0,2text{ мГн}cdot 4text{ А$^2$}}{2}=0,4text{ мДж}]

Ответ: 0,4

Внутри катушки 1, включенной в цепь последовательно с реостатом, находится катушка 2. Ползунок реостата перемещают влево. Выберите из предложенных утверждений два верных:

1) Сила тока в катушке № 1 увеличивается.
2) Модуль вектора индукции магнитного поля, созданного катушкой № 1, увеличивается.
3) Модуль магнитного потока, пронизывающего катушку № 2, уменьшается.
4) Вектор магнитной индукции магнитного поля, созданного катушкой № 2 в её центре, направлен от наблюдателя.
5) В катушке № 2 индукционный ток направлен по часовой стрелке

При перемещении ползунка реостата влево сопротивление цепи уменьшается, сила тока увеличивается, магнитный поток, пронизывающий катушку №2 увеличиваетеся, следовательно, по правилу Ленца, возникающий в контуре индукционный ток имеет такое направление, что созданный им магнитный поток через площадь, ограниченную контуром, стремится компенсировать изменение магнитного потока, вызвавшее данный ток, то есть магнитное поле катушки №2 будет направлено от нас (ток будет идти против часовой стрелки — правило правой руки).

1)(color{green}{smalltext{Верно }})
Из пояснения
2) (color{green}{smalltext{Верно }})
Из рисунка
3) (color{red}{smalltext{Неверно }})
Из пояснения
4) (color{red}{smalltext{Неверно }})
Из рисунка
5) (color{red}{smalltext{Неверно }})
Из рисунка

Ответ: 12

Небольшой предмет расположен на главной оптической оси тонкой собирающей линзы между фокусным и двойным фокусным расстояниями от неё. Предмет начинают удалять от линзы. Как меняются при этом расстояние от линзы до изображения и оптическая сила линзы? Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:
1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

[begin{array}{|c|c|}
hline
text{Расстояние от линзы до}&text{Оптическая сила}\
text{изображения}&text{линзы}\
hline
&\
hline
end{array}]

1) По формуле тонкой линзы [dfrac{1}{F}=dfrac{1}{f}+dfrac{1}{d},] где (F) – фокусное растояние линзы, (f) – расстояние от линзы, до изображения, (d) – расстояние от предмета, до линзы.
Анализируя, что фокусное расстояние постоянно, а (dfrac{1}{d}) уменьшается, то (dfrac{1}{f}) увеличивается, следовательно, (f) уменьшается.
2) Оптическая сила линзы никак не зависит от положения предмета

Ответ: 23

Конденсатор идеального колебательного контура длительное время подключён к источнику постоянного напряжения (см. рисунок). В момент (t=0) переключатель К переводят из положения 1 в положение 2. Графики А и Б отображают изменения физических величин, характеризующих возникшие после этого электромагнитные колебания в контуре (T – период колебаний). Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики могут отображать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. [text{ГРАФИКИ}] ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ
1) энергия магнитного поля катушки
2) сила тока в катушке
3) заряд правой обкладки конденсатора
4) энергия электрического поля конденсатора

А) Энергия магнитного поля катушки в начальный момент равна 0, при этом она не может быть отрицательна Б) Сила тока должна выходить из 0, а энергия эектрического поля конденсатора не может быть равна 0, остается вариант 3

Ответ: 13

В результате ядерной реакции синтеза (^2_1H+^2_1H rightarrow ^A_Z X +^1_1 p) образуется ядро химического элемента (^A_ZX). Каковы заряд образовавшегося ядра Z (в единицах элементарного заряда) и его массовое число A?

[begin{array}{|c|c|}
hline
text{Заряд ядра Z}&text{Массовое число ядра A}\
hline
&\
hline
end{array}]

[2+2=A+1 Rightarrow A=3] [1+1=Z+1 Rightarrow Z=1]

Ответ: 13

В вакууме длина волны света от первого источника в 2 раза меньше, чем длина волны света от второго источника. Определите отношение импульсов фотонов (dfrac{p_1}{p_2}), испускаемых этими источниками.

Импульс фотона: [p=dfrac{h}{lambda}] Откуда отношение [dfrac{p_1}{p_2}=dfrac{lambda_2}{lambda_1}=2]

Ответ: 2

На рисунке изображена упрощённая диаграмма нижних энергетических уровней атома. Нумерованными стрелками отмечены некоторые возможные переходы атома между этими уровнями. Какие из этих переходов связаны с поглощением кванта света наибольшей длины волны и излучением кванта света с наименьшей энергией? Установите соответствие между процессами поглощения и испускания света и стрелками, обозначающими энергетические переходы атома. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. [begin{array}{ll}
text{ПРОЦЕССЫ}&text{ФОРМУЛА}\
text{А) поглощение кванта света наибольшей}& 1) 1\
text{длины волны}&2) 2\
text{Б) излучение кванта света с наименьшей}& 3) 3\
text{энергией}& 4) 4\
end{array}]

А) Поглощение – переход с более низкого уровня на более высокие, наибольшей длины волны – наименьший переход [E=dfrac{hc}{lambda}] Б) Излучение с наименьшей энергией от более высокого, к более низкому, при этом наименьшей длины

Ответ: 13

Чему равно напряжение на лампочке (см. рисунок), если погрешность прямого измерения напряжения на пределе измерения 3 В равна (pm)0,15 В, а на пределе измерения 6 В равна (pm)0,25 В?

Предел измерения 3 В. Напряжение равно 2,2

Ответ: 2,200,15

Необходимо экспериментально проверить, зависит ли сила Архимеда, действующая на тело, полностью погружённое в жидкость, от его объёма. Какие две установки следует использовать для проведения такого исследования?

Нужно выбрать все компаненты одинаковыми, кроме объема

Ответ: 24

Выберите все верные утверждения о звёздах.

1) Плотность белых карликов существенно больше средней плотности звёзд главной последовательности.
2) «Жизненный цикл» звезды спектрального класса О главной последовательности более длительный, чем звезды спектрального класса М главной последовательности.
3) Температура поверхности звёзд спектрального класса G выше температуры поверхности звёзд спектрального класса O.
4) Звезда Бетельгейзе относится к голубым звёздам главной последовательности, поскольку её радиус почти в 1000 раз превышает радиус Солнца.
5) Звезда Альтаир, имеющая радиус 1,9 (R_{o})относится к звёздам главной последовательности.

1) (color{green}{smalltext{Верно }})
Верно, чем меньше звезды, тем больше их плотности
2) (color{red}{smalltext{Неверно }})
Чем горячее звезды, тем короче их жизненный цикл
3) (color{red}{smalltext{Неверно }})
Из диаграммы видно, что это не так
4) (color{red}{smalltext{Неверно }})
Бетельгейзе – сверхгигант
5) (color{green}{smalltext{Верно }})
от 0,1 до 10 радиусов Земли – главная последовательность.

Ответ: 15

На рисунке изображён вектор напряжённости (vec{E}) электрического поля в точке С, которое создано двумя точечными зарядами: (q_A) и (q_B). Каков заряд (q_B), если заряд (q_A) равен +2 нКл? Ответ укажите со знаком.

Расстояние до точки (C) от зарядов одинаково. Разложим (vec{E}) на две составляющие, (E_A) направленную от заряда (он положителен) и (E_B), которая будет направляться к заряду, следовательно, он заряжен отрицательно. При этом получим, что (E_B=2E_A), следовательно, заряд (q_B) в два раза больше по модулю, чем заряд (q_A).

Ответ: -4

Предмет расположен на главной оптической оси тонкой собирающей линзы. Оптическая сила линзы (D = 5) дптр. Изображение предмета действительное, увеличение (отношение высоты изображения предмета к высоте самого предмета) (k = 2). Найдите расстояние между предметом и его изображением. Ответ выразите в сантиметрах

Увеличение составляет: [k=dfrac{f}{d}] А по формуле тонкой линзы: [D=dfrac{1}{d}+dfrac{1}{f},] где (d) – расстояние от предмета до линзы, (f) – расстояние от линзы, до изображения.
Откуда [D=dfrac{2}{f}+dfrac{1}{f}=dfrac{3}{f} Rightarrow f= dfrac{3}{D}=dfrac{3}{5text{ м$^{-1}$}}=60text{ см}]

Ответ: 60

Лёгкая нить, привязанная к грузу массой (m = 0,4) кг, перекинута через идеальный неподвижный блок. К правому концу нити приложена постоянная сила (vec{F}). Левая часть нити вертикальна, а правая наклонена под углом (alpha=30^circ) к горизонту (см. рисунок). Постройте график зависимости модуля силы реакции стола N от F на отрезке (0 leq F leq 10) Н. Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности Вы использовали для объяснения. Сделайте рисунок с указанием сил, приложенных к грузу.

В начале сила натяжения нити, равная силе (F) будет меньше, чем сила (mg=4) Н, поэтому по второму закону НЬютона [F-mg+N=ma] пока тело покоится, ускорение равно нулю, при (F=0), (N=mg=4) Н.
При силе от 0 до 4 Н, (N=mg-F)
При силе больше 4 Н, груз начнет отрываться от стола и двигаться с ускорением, а сила реакции опоры станет равна 0.

Ответ:

В калориметре находятся в тепловом равновесии вода и лёд. После опускания в калориметр болта, имеющего массу 165 г и температуру –40 (^circ C), 20% воды превратилось в лёд. Удельная теплоёмкость материала болта равна 500 Дж/(кг (cdot) К). Какая масса воды первоначально находилась в калориметре? Теплоёмкостью калориметра пренебречь.

Пусть масса болта (M), а масса воды (m), тогда уравнение теплового баланса примет вид [0,2 m lambda=cM(t_0-t),] где (lambda) – удельная теплота плавления льда, (c) – удельная теплоемкость болта, (t) – начальная температура болта.
Откуда масса воды [m=dfrac{cM(t_0-t)}{0,2lambda}=dfrac{500text{ Дж/(кг$ cdot$ К)}cdot 0,165text{ кг}cdot 40text{ К}}{0,2cdot 3,3cdot 10^5text{ Дж/кг}}=0,05text{ кг}]

Ответ: 0,05

Невесомый стержень АВ с двумя малыми грузиками массами (m_1 = 200) г и (m_2 = 100) г, расположенными в точках (C) и (B) соответственно, шарнирно закреплён в точке (A). Груз массой (M = 100) г подвешен к невесомому блоку за невесомую и нерастяжимую нить, другой конец которой соединён с нижним концом стержня, как показано на рисунке. Вся система находится в равновесии, если стержень отклонён от вертикали на угол (alpha=30^circ), а нить составляет угол с вертикалью, равный (beta =30^circ). Расстояние (АС = b =) 25 см. Определите длину (l) стержня (АВ). Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на груз (M) и стержень.

Сделаем рисунок с указанием всех сил
Запишим правило моментов относительно точки А. В точке (B) действует только сила натяжения нити равная силе тяжести (m_1g), в точке (C) действует вниз сила натяжения нити равная силе тяжести (m_2g) и сила натяжения нити, действующая вверх, равная (Mg) [m_1g sin alpha cdot b+ m_2g sin alpha cdot l = Mgsin (180-alpha-beta)cdot l] Откуда (l) [l=dfrac{m_1g sin alpha cdot b}{Mgsin (alpha+beta)-m_2g sin alpha cdot AC}=dfrac{0,2 text{ кг}cdot sin 30^circcdot 25text{ см}}{0,2text{ кг}cdot sin 60^circ-0,2text{ кг}cdot sin 30^circ}approx 68,3text{ см}]

Ответ: 68,3

Из медной проволоки с удельным сопротивлением (rho=1,7 cdot 10^{-8}) Ом(cdot ) м и площадью поперечного сечения (S = 0,2) мм(^2) изготовлен прямоугольный контур KLMN с диагональю KM (см. рисунок). Стороны прямоугольника (KL=l_1=20) cv и (LM=l_2=15) см. Контур подключили за диагональ к источнику постоянного напряжения с ЭДС (xi =1,4 )В и поместили в однородное магнитное поле с индукцией (В = 0,1) Тл, параллельной сторонам (KN) и (LM). С какой результирующей силой магнитное поле действует на контур? Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на контур. Внутренним сопротивлением источника пренебречь.

1) При подключении контура к источнику напряжения по его сторонам и диагонали потекут токи (I_1) , (I_2) и (I_3) (см. рисунок). Проводники KNM, KLM и KM соединены параллельно, следовательно, – сопротивления соответствующих проводников. [I_1=I_3=dfrac{xi}{R_1},] [I_2=dfrac{xi}{R_2},] где (R_1=rho dfrac{ l_1+l_2}{S}), (R_2=rhodfrac{l}{S}), (l=KM=sqrt{l_1^2+l_2^2}) – сопротивления соотвествующих проводников.
2) Со стороны магнитного поля на проводники (KL) и (NM), перпендикулярные индукции магнитного поля, а также на диагональ (KM) действуют силы Ампера: (F_1=F_3=I_1Bl_1) и (F_2=I_2Blsin alpha) . По правилу левой руки силы Ампера параллельны друг другу и направлены к наблюдателю, на проводники (KN) и (ML) сила Ампера не действует. Таким образом, результирующая сила [F=2F_1+F_2] Выполняя преобразования, получим [F_1=dfrac{b xi S l_1}{rho (l_1+l_2)}hspace{3 mm} F_2=dfrac{Bxi S l_1}{rho sqrt{l_1^2+l_2^2}}] В итоге [F=2dfrac{b xi S l_1}{rho (l_1+l_2)}+dfrac{Bxi S l_1}{rho sqrt{l_1^2+l_2^2}}=dfrac{Bxi Sl_1}{rho}left(dfrac{2}{l_1+l_2}+dfrac{1}{sqrt{l_1^2+l_2^2}}right)] Подставим числа из условия [F=dfrac{0,1text{ Тл}cdot 1,4text{ В}cdot 0,2cdot 10^{-6}text{ м$^2$}cdot 0,2 text{ м}}{1,7cdot 10^{-8}text{ Ом$cdot$}}left(dfrac{2}{0,2text{ м}+0,15text{ м}}+dfrac{1}{sqrt{0,2^2text{ м$^2$}+0,15^2text{ м$^2$}}}right)=3,2 text{ Н}]

Ответ: 3,2

В опыте по изучению фотоэффекта монохроматическое излучение мощностью (Р = 0,21) Вт падает на поверхность катода, в результате чего в цепи возникает ток. График зависимости силы тока (I) от напряжения (U) между анодом и катодом приведён на рисунке. Какова частота (nu) падающего света, если в среднем один из 30 фотонов, падающих на катод, выбивает электрон? Ответ дайте поделив на 10(^{14})

По определению, сила тока – это количество заряда, прошедшего за единицу времени: [I=frac{q}{t}=frac{N_{e}|e|}{t}] Когда ток в цепи достигает насыщения, все фотоэлектроны, выбитые из катода, достигают анода. Тогда за время (t) через поперечное сечение проводника проходит заряд [q=N_eet,] где (e) – модуль заряда электрона, (N_e) – количество фотоэлектронов, выбитых из катода за 1 с Мошность светового потока — это энергия, которую несут фотоны за единицу временн: [P=frac{W}{t}=frac{N_{phi} h v}{t}] Сила тока насыщения по графику равна: [I_{max}=2text{ мА}] Учтём, что один электрон выбивается каждые 30 фотонов, т. е. ( N_{phi}=30 N_{e} ) : [nu = dfrac{Pe}{30I_{max}h}=dfrac{0,21text{ Вт}cdot 1,6cdot10^{-19}text{ Кл}}{30cdot 2text{ мА}cdot 6,6 text{ Дж$cdot $с/м}}=8,5cdot 10^{14}text{ Гц}]

Ответ: 8,5