Известно, что на диэлектрическую пластину, частично введенную в зазор воздушного плоского конденсатора, действует сила, втягивающая пластину внутрь.
Объясните это явление, основываясь на известных физических явлениях и законах.
Как изменится энергия заряженного конденсатора при втягивании в него пластины, если он отключен от источника?
В термокружку налили горячий чай.
Как правило, если в горячий чай поместить ложку комнатной температуры, он остынет быстрее. Объясните этот факт.
Может ли чай остыть быстрее, если в него поместить ложку температуры чая?
Ответ в каждом случае поясните, основываясь на известных физических явлениях и законах.
Морозным зимним днем (температура воздуха была около ) школьник Миша пришел домой после школы, и ему показалось, что дома очень сухой воздух. Домашний гигрометр показал относительную влажность На улице, откуда он только что пришел, такого ощущения не было. Миша проверил прогноз погоды — оказалось, что относительная влажность в этот день составляла Поэтому Миша решил открыть окна, чтобы запустить в квартиру более влажный уличный воздух. Закрыв окна и дождавшись, пока воздух нагрелся до прежней комнатной температуры, Миша с удивлением обнаружил, что относительная влажность в квартире стала меньше Объясните этот эффект, основываясь на известных Вам физических законах.
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.
Виталик к верхнему концу вертикальной медной трубки прикрепил динамометр, а затем бросил в трубку постоянный магнит, удерживая при этом динамометр и не касаясь трубки. Оказалось, что в течение почти всего времени падения магнита в трубке показания динамометра оказываются больше на величину, равную силе тяжести, действующей на магнит (считайте, что колебания не возникают).
Объясните, почему меняются показания динамометра, основываясь на известных Вам физических законах.
Докажите, что магнит большую часть времени движется с постоянной скоростью.
На рисунке изображена схема, состоящая из конденсатора катушки индуктивности и двух ключей. Первоначально конденсатор заряжен до некоторого напряжения а ключи разомкнуты. Омическое сопротивление проводов и катушки индуктивности не учитывайте.
Как будет меняться напряжение на конденсаторе и сила тока в катушке, если сначала замыкают ключ К2, а затем К1?
Как будет меняться напряжение на конденсаторе и сила тока в катушке, если сначала замыкают ключ К1, а затем, когда напряжение на конденсаторе уменьшается в два раза, замыкают ключ К2?
Ответ обоснуйте, опираясь на физические законы.
Теплоизолированный котел объемом разбит вертикальной перегородкой на две одинаковые части, причем в одной половине находится вакуум, а в другой — один моль одноатомного идеального газа под давлением Перегородку вытягивают из котла вертикально. Определите:
Какую работу при расширении совершил газ?
Чему равно изменение его внутренней энергии?
Чему равно установившееся в котле давление?
Идеальный газ, имеющий давление и занимающий объем в некотором линейном процессе в координатах совершает положительную работу и выделяет положительное количество теплоты, уменьшая свою температуру с до
На графике зависимости давления газа от объема изобразите изотермы, соответствующие температурам и Заштрихуйте область, лежащие в которой процессы удовлетворяют указанным условиям. Поясните выбор границ области, опираясь на физические законы.
Тонкая линза Л даёт чёткое действительное изображение предмета AB на экране Э (см. рисунок 1). Что произойдёт с изображением предмета на экране, если верхнюю половину линзы закрыть куском чёрного картона К (см. рис. 2)? Постройте изображение предмета в обоих случаях. Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения.
Два плоских воздушных конденсатора подключены к одинаковым источникам постоянного напряжения и одинаковым лампам, как показано на рисунках а и б. Конденсаторы имеют одинаковую площадь пластин, но различаются расстоянием между пластинами. В некоторый момент времени ключи К в обеих схемах переводят из положения 1 в положение 2. Опираясь на законы электродинамики, объясните, в каком из приведенных опытов при переключении ключа лампа вспыхнет ярче. Сопротивлением соединяющих проводов пренебречь.
Катушка, обладающая индуктивностью соединена с источником постоянного тока с ЭДС и одинаковыми резисторами и как показано на рисунке. Ключ в цепи разомкнут. Основываясь на известных физических законах, опишите, как изменятся сила тока в цепи и напряжение на резисторе при замыкании ключа. Внутренним сопротивлением источника тока и сопротивлением катушки пренебречь.
В герметичном сосуде фиксированного объема в начальный момент времени находится вода и влажный воздух. Сосуд начинают нагревать. При температуре пар становится насыщенным, а при температуре вся вода испаряется. Изобразите схематично график зависимости давления водяного пара в сосуде от температуры Прокомментируйте вид графика на основании физических законов.
На одну из двух близко расположенных горизонтальных металлических пластин положили легкий шарик из алюминиевой фольги. Одна из пластин лежит на земле, а вторая укреплена на изолирующей ручке (см. рисунок). Когда верхнюю пластину подсоединили к отрицательной клемме высоковольтного источника постоянного тока, шарик пришел в движение. Опираясь на законы электростатики и механики, опишите и объясните движение шарика.
Учащимся в классе при электрическом освещении лампами накаливания показали опыт: цинковый шар электрометра зарядили эбонитовой палочкой, потёртой о сукно. При этом стрелка электрометра отклонилась, заняв положение, указанное на рисунке, и в дальнейшем не меняла его. Когда на шар направили свет аргоновой лампы, стрелка электрометра быстро опустилась вниз. Объясните разрядку электрометра, учитывая приведённые спектры (зависимость интенсивности света от длины волны лампы накаливания и аргоновой лампы. Красная граница фотоэффекта для цинка нм.
В электрической цепи, состоящей из ключа, источника, резистора и катушки индуктивности, в момент ключ замыкают.
Решением какого уравнения является зависимость силы тока в цепи от времени? Примечание: решать уравнение не нужно, достаточно только записать его.
Изобразите схематически график зависимости силы тока от времени. Объясните вид зависимости на основании физических законов.
Саркис нашел ведро ртути и решил повторить опыт Торричелли. При погружении заполненной ртутью трубки в корыто со ртутью Саркис случайно уронил трубку, в результате чего внутри трубки около точки B (см. рисунок) оказался воздух, а около точки A первоначально была пустота, заполнившаяся спустя некоторое время насыщенным паром ртути.
Как измерить атмосферное давление таким барометром, если отмеченные на рисунке параметры мм, мм, мм, мм? Чему равно атмосферное давление по результатам этого эксперимента?
Что произойдет, если проделать в трубке отверстие в точке A?
Что произойдет, если проделать в трубке отверстие в точке B?
Ответы на 2 и 3 вопрос снабдите рисунками. Не забудьте опереться на физические законы при записи ответов. Высота погруженной в ртуть части трубки больше, чем
Два деревянных кольца детских пирамидок № 1 и № 2, способных без трения скользить по оси, соединили с основаниями этих пирамидок двумя одинаковыми лёгкими пружинками (см. рисунок). Пирамидку № 2 поместили в прочный сосуд с глицерином, прикрепив основание к его дну. Обе пирамидки покоятся относительно Земли. Как изменится по сравнению с этим случаем (увеличится, уменьшится или останется прежней) длина пружин пирамидок № 1 и № 2 во время свободного падения с балкона высокого дома? Сопротивлением воздуха пренебречь. Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения. Плотность глицерина превышает плотность дерева.
Сергей задумал в квартире удобную схему в гостиной из двух выключателей и двух лампочек: первый выключатель меняет состояние первой лампочки, а второй выключатель меняет состояние обеих лампочек. Дима сказал, что реализовать такую схему без транзисторов невозможно. Саркис сказал, что нужно минимум три ключа. А Миша догадался, как обойтись двумя ключами.
Изобразите электрическую схему из 2 ключей и 2 лампочек, работающую по предложенному Сергеем сценарию.
На рисунке показана принципиальная схема электрической цепи, состоящей из источника тока с отличным от нуля внутренним сопротивлением, резистора, реостата и измерительных приборов — идеального амперметра и идеального вольтметра. Как будут изменяться показания приборов при перемещении движка реостата вправо? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.
Электрическая цепь состоит из батареи с ЭДС и внутренним сопротивлением и подключённого к ней резистора нагрузки с сопротивлением При изменении сопротивления нагрузки изменяется напряжение на резисторе и сила тока в цепи. На рисунке представлен график изменения силы тока в цепи в зависимости от напряжения на резисторе нагрузки. Используя известные Вам физические законы, объясните, почему этот график представляет собой линейную зависимость. Чему равна ЭДС батареи?
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.
На полу лифта стоит теплоизолированный сосуд, открытый сверху. В сосуде под тяжёлым подвижным поршнем находится одноатомный идеальный газ. Изначально поршень находится в равновесии. Лифт начинает равноускоренно подниматься вверх. Опираясь на законы механики и молекулярной физики, объясните, как при движении лифта изменится температура газа в сосуде. Трением между поршнем и стенками сосуда, а также утечкой газа из сосуда пренебречь.
Три одинаковых резистора и два одинаковых идеальных диода включены в электрическую цепь, показанную на рисунке, и подключены к аккумулятору в точках и Сопротивление диодов в прямом направлении равно нулю, сила тока для диодов в обратном направлении равна нулю. Показания амперметра равны 4,5 А. Определите силу тока через амперметр после смены полярности подключения аккумулятора. Нарисуйте эквивалентные электрические схемы для двух случаев подключения аккумулятора. Опираясь на законы электродинамики, поясните свой ответ. Сопротивлением амперметра и внутренним сопротивлением аккумулятора пренебречь.
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.
Две параллельные металлические пластины, расположенные горизонтально, подключены к электрической схеме, приведённой на рисунке. Между пластинами находится в равновесии маленькое заряженное тело массой и зарядом Электростатическое поле между пластинами считать однородным. Опираясь на законы механики и электродинамики, объясните, как и в каком направлении начнёт двигаться тело, если сдвинуть ползунок реостата вправо.
В схеме на рисунке сопротивление резистора и полное сопротивление реостата равны ЭДС батарейки равна ее внутреннее сопротивление ничтожно Как ведут себя (увеличиваются, уменьшаются, остаются постоянными) показания идеального вольтметра при перемещении движка реостата из крайнего верхнего в крайнее нижнее положение? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.
Один моль гелия участвует в циклическом процессе 1-2-3-4-1, график которого изображён на рисунке в координатах - где — объём газа, — абсолютная температура. Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, сравните модули работы газа в процессе 2-3 и модуль работы внешних сил в процессе 4-1. Постройте график цикла в координатах - где — давление газа, — объём газа.
На графике представлена зависимость давления неизменной массы идеального газа от его плотности. Опишите, как изменяются в зависимости от плотности температура и объём газа в процессах 1–2 и 2–3.
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.
Нихромовый проводник длиной включен в цепь постоянного тока. К нему подключают вольтметр таким образом, что одна из клемм вольтметра всегда подключена к началу проводника, а вторая может перемещаться вдоль проводника. На рисунке приведена зависимость показаний вольтметра от расстояния между клеммами. Как зависит от площадь поперечного сечения проводника? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали.
Широкую стеклянную трубку длиной около полуметра, запаянную с одного конца, целиком заполнили водой и установили вертикально открытым концом вниз, погрузив низ трубки на несколько сантиметров в тазик с водой (см. рисунок). При комнатной температуре трубка остается целиком заполненной водой. Воду в тазике медленно нагревают. Где установится уровень воды в трубке, когда вода в тазике начнет закипать? Ответ поясните, используя физические закономерности.
Деревянный брусок плавает на поверхности воды в миске. Миска покоится на поверхности Земли. Что произойдет с глубиной погружения бруска в воду, если миска будет стоять на полу лифта, который движется с ускорением, направленным вертикально вверх? Ответ поясните, используя физические закономерности.
Постоянное количество одноатомного идеального газа участвует в процессе, график которого изображен на рисунке в координатах - где — давление газа, — абсолютная температура газа. Определите, как изменялись объем и внутренняя энергия газа на каждом из участков 1-2, 2-3, 3-4 (увеличивались, уменьшались или оставались неизменными)? Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности вы использовали для объяснения.
На рис. 1 приведена зависимость концентрации идеального одноатомного газа от его давления в процессе 1-2-3. Количество вещества газа постоянно. Постройте график этого процесса в координатах (где — объём газа). Точка, соответствующая состоянию 1, уже отмечена на рис. 2. Построение объясните, опираясь на законы молекулярной физики.
Три параллельных тонких длинных провода в сечении, перпендикулярной им плоскостью, находятся в вершинах равностороннего треугольника (см. рисунок), и по ним текут в одном направлении одинаковые токи. Во сколько раз изменится по модулю сила Ампера, действующая на единицу длины провода №1 со стороны проводов №№ 2 и 3, если направление тока в проводе №2 изменить на противоположное?
На тонкую собирающую линзу от удалённого источника падает пучок параллельных лучей (см. рисунок). Как изменится положение изображения источника, создаваемого линзой, если между линзой и её фокусом поставить плоскопараллельную стеклянную пластинку с показателем преломления (на рисунке положение пластинки отмечено пунктиром)? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали. Сделайте рисунок, поясняющий ход лучей до и после установки плоскопараллельной стеклянной пластинки.
Маленькая шайба движется из состояния покоя по неподвижной гладкой сферической поверхности радиусом Начальное положение шайбы находится на высоте относительно нижней точки поверхности. Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на шайбу в момент, когда она движется вправо-вверх, находясь на высоте над нижней точкой поверхности (см. рисунок). Покажите на этом рисунке, куда направлено в этот момент ускорение шайбы (по радиусу поверхности, по касательной к поверхности, внутрь поверхности, наружу от поверхности). Ответ обоснуйте. Сопротивление воздуха не учитывать.
В вертикальной плоскости маленький шарик, подвешенный к потолку на легкой нерастяжимой нити, совершает колебания. Угол соответствует максимальному отклонению нити от вертикали. В момент, когда шарик движется влево-вверх, а нить образует с вертикалью угол (см. рисунок), сделайте рисунок с указанием сил, приложенных к шарику. На этом рисунке покажите, куда направлено в этот момент ускорение шарика (внутрь траектории, наружу от траектории, по нити, перпендикулярно нити). Сопротивление воздуха не учитывать. Ответ обоснуйте.
На столе установили два незаряженных электрометра и соединили их металлическим стержнем с изолирующей ручкой (рис. 1). Затем к первому электрометру поднесли, не касаясь шара, отрицательно заряженную палочку (рис. 2). Не убирая палочки, убрали стержень, а затем убрали палочку.
Ссылаясь на известные Вам законы и явления, объясните, почему электрометры оказались заряженными, и определите знаки заряда каждого из электрометров после того, как палочку убрали.