Задачи

Для оценки заряда, накопленного воздушным конденсатором, можно использовать устройство, изображённое на рисунке: лёгкий шарик из оловянной фольги подвешен на изолирующей нити между двумя пластинами конденсатора, при этом одна из пластин заземлена, а другая заряжена положительно. Когда устройство собрано, а конденсатор заряжен (и отсоединён от источника), шарик приходит в колебательное движение, касаясь поочерёдно обеих пластин.

Выберите все верные утверждения, соответствующие колебательному движению шарика после первого касания пластины.

1. При движении шарика к заземлённой пластине он заряжен отрицательно, а при движении к положительно заряженной пластине — положительно.

2. При движении шарика к заземлённой пластине он заряжен положительно, а при движении к положительно заряженной пластине — отрицательно.

3. При движении шарика к положительно заряженной пластине его заряд равен нулю, а при движении к заземлённой пластине — положителен.

4. По мере колебаний шарика электрическая ёмкость конденсатора уменьшается.

5. По мере колебаний шарика напряжение между пластинами конденсатора уменьшается.

Ответ:

Катушка №1 включена в электрическую цепь, состоящую из источника постоянного напряжения и реостата. Катушка №2 помещена внутрь катушки №1, и её обмотка замкнута. Вид схемы электрической цепи с торца катушек представлен на рисунке. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, характеризующие процессы, которые происходят в цепи и катушках при перемещении ползунка реостата влево. ЭДС самоиндукции пренебречь.

1. Модуль вектора индукции магнитного поля, созданного катушкой №1, уве­ли­чи­ва­ется.

2. В катушке №2 индукционный ток направлен по часовой стрелке.

3. Сила тока в катушке №1 уменьшается.

4. Вектор магнитной индукции магнитного поля, созданного катушкой №2 в её центре, направлен от наблюдателя.

5. Модуль магнитного потока, созданного катушкой № 1 и пронизывающего катушку № 2, увеличивается.

Ответ:

В однородное электрическое поле напряжённостью параллельно линиям напряжённости поля влетает протон со скоростью Через какое время протон, замедляясь, остановится?

Заряженная частица с массой и зарядом движется по окружности радиусом перпендикулярно линиям магнитной индукции однородного магнитного поля с индукцией Кинетическая энергия частицы Найдите заряд данной частицы, считая его положительным. Релятивистскими эффектами пренебречь.

На рисунке изображены линии напряжённости однородного электростатического поля, созданного равномерно заряженной протяжённой горизонтальной пластиной. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения относительно ситуации, показанной на рисунке.

1. Работа электростатического поля по перемещению точечного положительного заряда из точки в точку положительна.

2. Если в точку поместить точечный отрицательный заряд, то на него со стороны пластины будет действовать сила, направленная вертикально вверх.

3. Напряжённость электростатического поля в точке меньше, чем в точке

4. Потенциал электростатического поля в точке выше, чем в точке

5. Заряд пластины положительный.

Ответ:

Два одинаковых по модулю разноимённых неподвижных точечных заряда и находятся на расстоянии друг от друга в вакууме. Определите напряжённость электрического поля этих зарядов в точке, находящейся на расстоянии от каждого заряда.

В идеальном колебательном контуре, состоящем из конденсатора и катушки индуктивности, происходят свободные электромагнитные колебания. Изменение заряда конденсатора в колебательном контуре с течением времени показано в таблице.

Выберите все верные утверждения о процессах, происходящих в контуре.

1. Период электромагнитных колебаний равен  с.

2. Частота колебаний равна 250 кГц.

3. В момент времени  модуль силы тока в контуре максимален.

4. В момент времени  энергия магнитного поля катушки индуктивности максимальна.

5. В момент времени  с энергия электрического поля конденсатора минимальна.

Ответ:

К аккумулятору с ЭДС подключили лампочку сопротивлением . Определите внутреннее сопротивление аккумулятора, если на лампочке выделяется мощность, равная 18 Вт.

Саркис натер пластмассовую ручку об остатки волос на своей голове, в результате чего ручка приобрела положительный электрический заряд. Затем, держась рукой за шар незаряженного электрометра, Саркис поднес близко к шару (не касаясь его) положительно заряженную ручку. После этого Саркис убрал руку от шара, а затем убрал и ручку. В результате электрометр оказался заряжен. Объясните этот эффект, основываясь на известных Вам физических законах, и определите знак заряда электрометра.

Аккумуляторы смартфонов характеризуют «емкостью», измеряемой в мАч. Например, «емкость» аккумулятора в iPhone 13 Pro равна 3095 мАч.

1. Что это означает?
2. Переведите 3095 мАч в систему СИ.
3. Поскольку полученное число довольно велико и имеет размерность заряда, то при подстановке в закон Кулона получается огромная сила, с которой должны были бы взаимодействовать два находящихся рядом аккумулятора. Почему этого не происходит?

В схему включены два микроамперметра и два одинаковых вольтметра. Показания первого и второго микроамперметров и равны соответственно и . Вольтметр показывает напряжение Найти показание второго вольт­метра.

По двум вертикальным проводящим рейкам AB и CD (cм. рисунок), находящимся на расстоянии и соединенным сопротивлением под действием силы тяжести начинает скользить проводник, длина которого и масса Система находится в однородном магнитном поле, индукция которого перпендикулярна плоскости рисунка. Какова установившаяся скорость движения проводника, если сопротивлением самого проводника и реек, а также трением можно пренебречь?

Амперметр рассчитан на максимальный ток Его сопротивление равно Какое сопротивление надо включить параллельно амперметру, чтобы им можно было измерять ток в раз больший?

Вольтметром можно измерять максимальное напряжение Его сопротивление равно Какое сопротивление надо включить последовательно с вольтметром, чтобы можно было измерять напряжение в раз больше?

В схеме, показанной на рисунке, Известно, что на сопротивлении выделяется мощность Какая мощность выделяется на сопротивлении

Небольшой шар массой несущий положительный заряд движется по окружности, вращаясь на прикрепленной к потолку нитке длиной с постоянной по модулю скоростью Система находится в однородном вертикальном магнитном поле, линии которого направлены вниз. Найдите индукцию магнитного поля если угол отклонения нити от вертикали составляет

Намагниченная железная стрелка, расположенная в горизонтальной плоскости, может свободно вращаться вокруг вертикальной оси. Стрелку поместили в однородное магнитное поле, вектор магнитной индукции которого направлен горизонтально вправо (см. рисунок). Выберите все верные утверждения из приведенного ниже списка.

1. Результирующая сила, действующая на стрелку со стороны магнитного поля, направлена горизонтально вправо.

2. Стрелка развернется так, что ее южный полюс будет показывать влево.

3. Свободные заряды в стрелке распределятся так, что в правой части стрелки возникнет отрицательный заряд.

4. Стрелка станет вращаться вокруг вертикальной оси по часовой стрелке (если смотреть сверху), причем вращение не прекратится, пока не убрать внешнее магнитное поле.

5. Результирующий момент сил, действующий на стрелку в первоначальный момент времени, отличен от нуля.

Ответ:

Два одинаковых маленьких шарика, имеющих заряд каждый, закреплены на расстоянии друг от друга. На какую величину изменится электростатическая энергия системы, если посередине между этими шариками поместить еще один такой же заряженный шарик?

Катушка №1 включена в электрическую цепь, состоящую из источника постоянного напряжения и реостата. Катушка №2 помещена внутрь катушки №1, и её обмотка замкнута. Вид с торца катушек представлен на рисунке. Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения, характеризующие процессы в цепи и катушках при перемещении ползунка реостата влево.

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.

Ответ:

Катушка №1 включена в электрическую цепь, состоящую из источника постоянного напряжения и реостата. Катушка №2 помещена внутрь катушки №1, и её обмотка замкнута. Вид с торца катушек представлен на рисунке. Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения, характеризующие процессы в цепи и катушках при перемещении ползунка реостата вправо.

1. Сила тока в катушке №1 уменьшается.

2. Модуль вектора индукции магнитного поля, созданного катушкой №1, уменьшается.

3. Модуль магнитного потока, пронизывающего катушку №2, увеличивается.

4. Вектор магнитной индукции магнитного поля, созданного катушкой №2 в её центре, направлен к наблюдателю.

5. В катушке №2 индукционный ток направлен по часовой стрелке.

Ответ:

Электрическая цепь на рисунке состоит из источника постоянного напряжения с ЭДС и внутренним сопротивлением и внешней цепи из двух одинаковых резисторов сопротивлением включённых параллельно. 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.

Медное кольцо на горизонтальном коромысле поворачивается вокруг вертикальной оси под действием движущегося магнита Установите соответствие между направлением движения магнита, вращением коромысла с кольцом и направлением индукционного тока в кольце. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

В таблице приведены значения силы тока в идеальном колебательном контуре, состоящем из конденсатора и катушки индуктивности, измеренные с точностью до 1 мА в последовательные моменты времени.

Амплитуда напряжения на конденсаторе Найдите значение электроёмкости конденсатора.

Одни и те же элементы соединены в электрическую цепь сначала по схеме 1, а затем по схеме 2 (см. рисунок). Сопротивление резистора равно сопротивление амперметра сопротивление вольтметра Каковы показания амперметра в первой схеме, если во второй схеме они равны Внутренним сопротивлением источника и сопротивлением проводов пренебречь.

Проводник АБ подвешен на тонких проволочках и подключён к источнику постоянного напряжения так, как показано на рисунке. Снизу к проводнику подносят северным полюсом постоянный магнит. В какую сторону начнёт двигаться проводник сразу после замыкания ключа К? Опираясь на законы механики и электродинамики, объясните, почему это произойдёт.

Сосуд с маслом, диэлектрическая проницаемость которого помещен в вертикальное однородное электрическое поле. В масле находится во взвешенном состоянии алюминиевый шарик диаметром имеющий заряд Найти напряженность поля, если плотность алюминия а масла

Определить напряжение на конденсаторах и в схеме, если известно, что при замыкании резистора с сопротивлением накоротко ток через батарею возрастет в 3 раза. ЭДС батареи равна

Электрическая схема состоит из последовательно соединенных резистора с сопротивлением конденсатора и батареи с внутренним сопротивлением Параллельно конденсатору подключили резистор с сопротивлением Во сколько раз изменится энергия конденсатора после того, как напряжение на нем станет постоянным?

Конденсатор емкостью заряженный до напряжения через резистор соединяют с незаряженным конденсатором емкостью Найти количество теплоты, выделившееся в процессе перезарядки конденсаторов.

Начертите эквивалентную схему к цепи, изображенной на рисунке. Найдите напряжения на всех конденсаторах. Все подписанные на схеме величины считать известными, провода — идеальными.

Конденсатор емкостью зарядили до разности потенциалов и отключили от источника. Затем пространство между обкладками заполнили диэлектриком с диэлектрической проницаемостью Определить, на какую величину изменится энергия конденсатора.

Катушка, обладающая индуктивностью соединена с источником питания с ЭДС и двумя одинаковыми резисторами Электрическая схема соединения показана на рис. 1. В начальный момент ключ в цепи разомкнут. В момент времени ключ замыкают, что приводит к изменению силы тока, регистрируемого амперметром, как показано на рис. 2. Основываясь на известных физических законах, объясните, почему при замыкании ключа сила тока плавно увеличивается до некоторого нового значения Определите значение силы тока Внутренним сопротивлением источника тока пренебречь.

Заряды 90 и 10 нКл расположены на расстоянии 4 см друг от друга. Где надо поместить третий заряд, чтобы силы, действующие на него со стороны других зарядов, были равны по модулю и противоположны по направлению?

Плоский воздушный конденсатор подключили к источнику постоянного напряжения и зарядили, а затем отключили от источника. После этого уменьшили расстояние между его пластинами в 1,5 раза. Во сколько раз при этом изменилась энергия электрического поля, накопленная конденсатором? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

В таблице показано, как менялось напряжение на обкладках конденсатора идеального колебательного контура при свободных электромагнитных колебаниях в этом контуре.

Вычислите по этим данным максимальную энергию конденсатора, если индуктивность катушки равна 4,3 мГн.

На рисунке изображена зависимость силы тока через лампу накаливания от приложенного к ней напряжения. При последовательном соединении двух таких ламп и источника сила тока в цепи оказалась равной 0,35 А. Каково напряжение на клеммах источника? Внутренним сопротивлением источника пренебречь.

На двух тонких невесомых нитях горизонтально подвешен прямолинейный проводник массой и длиной По проводнику пропускают ток На какой угол от вертикали отклонятся нити в положении равновесия, если проводник находится в вертикальном магнитном поле с индукцией

К изолированному заряженному конденсатору с электроемкостью нФ и зарядом нКл параллельно подключили незаряженный конденсатор электроемкостью . Найдите установившееся напряжение на первом кон­ден­са­торе.

Замкнутый проводник сопротивлением Ом находится во внешнем магнитном поле, причем поток магнитной индукции, пронизывающий образованный проводником контур, равномерно возрастает с Вб до Вб. Определить заряд, который пройдет при этом через сечение проводника.

Положительно заряженная частица массой и зарядом движется по окружности перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля. Модуль магнитной индукции Найдите угловую скорость обращения частицы. Релятивистскими эффектами пренебречь.