Легкий незаряженный шарик из металлической фольги подвешен на тонкой

Обновлено: 15.05.2024

1. Электрическое взаимодействие отличается от взаимодействия тел, изучаемого механикой, прежде всего тем, что заряженные тела взаимодействуют, находясь на некотором расстоянии друг от друга. Это взаимодействие наблюдается как в вещественной среде, так и в безвоздушном пространстве. Согласно утверждению английских учёных М. Фарадея и Д. Максвелла, в пространстве, в котором находится заряженное тело, существует электрическое поле. Посредством этого поля одно заряженное тело действует на другое.

Электрическое поле материально, наряду с веществом оно представляет собой вид материи. Это означает, что электрическое поле реально, оно существует независимо от нас. Убедиться в реальности электрического поля заряженного тела можно, наблюдая его действие на другие тела.

Силу, с которой поле действует на внесённый в него электрический заряд, называют электрической силой. Предположим, что в электрическое поле, существующее вокруг некоторого заряженного тела, вносят электрический заряд. Значение силы, с которой это поле действует на заряд, зависит от расстояния между зарядами и от значения этих зарядов.

2. Одним из способов электризации тел является электризация через влияние. Предположим, что к шару электрометра поднесли, не касаясь его, отрицательно заряженную палочку. Электрическое поле этой палочки будет действовать на заряды, содержащиеся в электрометре. При этом свободные электроны будут отталкиваться и соберутся на конце стержня и на стрелке, отклонение стрелки покажет наличие заряда. На шаре электрометра при этом будет избыточный положительный заряд. Если палочку убрать, то стрелка электрометра вернётся в ноль.

Для того чтобы на электрометре остался заряд, его нужно заземлить, т.е. соединить с Землёй. Это можно сделать, если коснуться шара электрометра рукой. Тогда электроны, стремясь уйти как можно дальше, переместятся с электрометра в землю. Если теперь убрать руку и палочку, то стрелка покажет, что электрометр заряжен. На нём останется избыточный положительный заряд. Аналогично электрометр может приобрести отрицательный заряд, если поднести к нему положительно заряженную палочку. В этом случае при заземлении на электрометре будет избыток электронов.

3. В рассмотренном выше опыте электрические заряды перемещались по электрометру. По эбонитовой палочке они не перемещались, в противном случае при касании её рукой она бы разряжалась. Из этого следует, что существуют вещества, по которым заряды могут перемещаться, и вещества, по которым заряды не могут перемещаться.

Первый класс веществ называют проводниками. Хорошими проводниками являются металлы. Это связано с тем, что в металлах существуют электроны, слабо связанные с ядром атома и имеющие возможность свободно перемещаться. Если поместить проводник в электрическое поле так, как это было в рассмотренном опыте с электрометром, то произойдёт разделение зарядов.

Второй класс веществ называют диэлектриками. К ним относятся эбонит, стекло, пластмассы и пр. В диэлектрике нет свободных зарядов. Если внести диэлектрик в электрическое поле, то нейтральный атом в нём примет определённую ориентацию, однако никакого перемещения зарядов не произойдет.

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ

Часть 1

1. Лёгкий незаряженный шарик из металлической фольги подвешен на тонкой шёлковой нити. При поднесении к шарику стержня с положительным электрическим зарядом (без прикосновения) шарик

1) отталкивается от стержня
2) не испытывает ни притяжения, ни отталкивания
3) на больших расстояниях притягивается к стержню, на малых расстояниях отталкивается
4) притягивается к стержню

2. К незаряженной лёгкой металлической гильзе, подвешенной на шёлковой нити, поднесли, не касаясь, положительно заряженную стеклянную палочку. На каком рисунке правильно показано поведение гильзы и распределение зарядов на ней?

3. К незаряженному электрометру поднесли положительно заряженную палочку. Какой заряд приобретут шар и стрелка электрометра?

1) шар и стрелка будут заряжены отрицательно
2) шар и стрелка будут заряжены положительно
3) на шаре будет избыточный положительный заряд, на стрелке — избыточный отрицательный заряд
4) на шаре будет избыточный отрицательный заряд, на стрелке — избыточный положительный заряд

4. К двум одинаковым заряженным шарикам, подвешенным на изолирующих нитях, подносят положительно заряженную стеклянную палочку. В результате положение шариков изменяется так, как показано на рисунке (пунктирными линиями указано первоначальное положение нитей). Это означает, что

1) оба шарика заряжены положительно
2) оба шарика заряжены отрицательно
3) первый шарик заряжен положительно, а второй отрицательно
4) первый шарик заряжен отрицательно, а второй положительно

5. К подвешенному на тонкой нити отрицательно заряженному шарику А поднесли, не касаясь, шарик Б. Шарик А отклонился, как показано на рисунке. Шарик Б

1) имеет отрицательный заряд
2) имеет положительный заряд
3) может быть не заряжен
4) может иметь как положительный, так и отрицательный заряд

6. К отрицательно заряженному электроскопу поднесли, не касаясь его, диэлектрическую палочку. При этом листочки электроскопа разошлись на заметно больший угол. Заряд палочки может быть

1) только положительным
2) только отрицательным
3) и положительным, и отрицательным
4) равным нулю

7. К незаряженному изолированному проводнику АБ приблизили изолированный отрицательно заряженный металлический шар. В результате листочки, подвешенные с двух сторон проводника, разошлись на некоторый угол (см. рисунок).

Распределение заряда в проводнике АБ правильно изображено на рисунке

8. На нити подвешен незаряженный металлический шарик. К нему снизу поднесли заряженную палочку. Изменится ли сила натяжения нити, и если да, то как?

1) не изменится
2) увеличится независимо от знака заряда палочки
3) уменьшится независимо от знака заряда палочки
4) увеличится или уменьшится в зависимости от знака заряда палочки

9. Из какого материала может быть сделан стержень, соединяющий электроскопы, изображённые на рисунке?

А. Сталь
Б. Стекло

1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б

10. Два металлических шарика, укреплённых на изолирующей подставке, соединили металлическим стержнем. К правому шарику поднесли отрицательно заряженную палочку, затем убрали стержень и заряженную палочку. Какой заряд будет на правом и на левом шариках?

1) на правом шарике — положительный, на левом — отрицательный
2) на правом шарике — отрицательный, на левом — положительный
3) на нравом и на левом шариках — положительный
4) на правом и на левом шариках — отрицательный

11. Из перечня приведённых ниже высказываний выберите два правильных и запишите их номера в таблицу.

1) Вокруг электрического заряда существует электрическое поле.
2) В диэлектрике, помещенном в электрическое поле, происходит перераспределение зарядов.
3) Электрическое поле невидимо и не может быть обнаружено.
4) При электризации через влияние в проводнике происходит перераспределение зарядов.
5) Диэлектрику можно сообщить электрический заряд, поместив его в электрическое поле.

12. Электрометр с шариком на его конце помещён в поле отрицательного заряда. При этом его стрелка отклонилась на некоторый угол. Как при этом изменилось количество заряженных частиц электрометре? Установите соответствие между физическими величинами и их возможными изменениями при этом. Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Цифры в ответе могут повторяться.

ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
A) количество протонов на шарике
Б) количество электронов на шарике
B) количество электронов на стрелке

ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ
1) увеличилась
2) уменьшилась
3) не изменилась

2.1. Электризация тел. Два вида электрических зарядов

Говорят, что если тело, после натирания его о другое тело приобрело способность притягивать к себе другие тела, то это тело наэлектризовано или что ему сообщили электрический заряд. Заряд — скалярная физическая величина, являющаяся количественной мерой электромагнитного взаимодействия. Тело обладает электрическим зарядом (т.е. оно наэлектризовано), если оно при определенных условиях притягивается к другим телам или отталкивается от них.

В природе существует два вида зарядов, которые были условно названы положительными (заряд, полученный на стеклянной палочке, потертой о шелк) и отрицательными (заряд, полученный на эбонитовой палочке, потертой о мех). Наличие электрических зарядов в природе связано с особенностями строения атома. В целом атом является частицей нейтральной. Но в состав атома входят положительно заряженные частицы — протоны и отрицательно заряженные частицы — электроны. Наличие в природе заряженных частиц обусловлено способностью атомов присоединять или отдавать электроны. Условно это можно изобразить в виде схем, показанных на рисунке.

Кроме того, сами электроны могут существовать отдельно от атомов, электроны, которые не связаны ни с какими атомами называются свободными. Итого, наличие электрического заряда у тел обусловлено наличием в них заряженных частиц (носителей заряда): положительных и отрицательных ионов и свободных электронов.

Важно! При электризации трением электризуются оба тела (смотри рисунок выше). При электризации с одного тела на другое могут переходить только электроны. Тело с которого уходят электроны заряжается положительно. Тело на которое попадают электроны заряжается отрицательно. Значит, положительный заряд — недостаток электронов, а отрицательный заряд — избыток электронов.

Обозначение электрического заряда — $q$.

Единица измерения — кулон (Кл). Заряд 1 Кл — это заряд, проходящий через поперечное сечение проводника за 1 секунду при силе тока 1 А. Заряд 1 Кл — очень большой в электростатике, обычно при электризации тела получают заряд, измеряемый в мкКл или нКл.

Минимально возможный заряд называется элементарным. Такой заряд имеет электрон и протон. Элементарный заряд $e=1,6\cdot 10^$ Кл.

Приборы для обнаружения и сравнения электрических зарядов — электроскоп и электрометр. Принцип действия основан на взаимном отталкивании одноименных частиц, находящихся на лепестках электроскопа или на стрелке и стержне электрометра. Чем больше угол расхождения лепестков электроскопа или угол отклонения стрелки электрометра, тем больше электрический заряд электроскопа или электрометра.

Электроскоп	Электрометр

Решение заданий Открытого банка заданий ФИПИ

1. Для перевозки бензина используются автоцистерны и железнодорожные цистерны. В каком случае к корпусу цистерны необходимо прикреплять массивную металлическую цепь, которая должна волочиться по земле? Ответ поясните.

Ответ: Прикреплять массивную цепь необходимо к автоцистерне.

Пояснение. В результате трения бензин и корпус цистерны могут наэлектризоваться. Поэтому высока вероятность пробоя — может проскочить искра, которая воспламенит бензин или его пары. Цепь в данном случае должна играть роль заземления — она отводит образующийся электрический заряд в землю. В случае с железнодорожной цистерной такая цепь не потребуется, поскольку заряд и так будет стекать с цистерны на землю через корпус и рельсы.

2. На нити подвешен незаряженный металлический шарик. К нему сверху поднесли заряженную палочку. Изменится ли (и если да, то как) сила натяжения нити?

Наэлектризованная палочка вне зависимости от своего заряда будет притягивать к себе незаряженный шарик, в результате чего натяжение нити должно уменьшиться.

3. Учитель на уроке, используя палочку, кусок ткани и электроскоп, последовательно провёл опыты по электризации. Условия проведения опытов и показания электроскопа представлены в таблице.

Выберите из предложенного перечня два утверждения, которые соответствуют результатам проведённых экспериментальных наблюдений. Укажите их номера.

1) Палочка и ткань электризуются при трении.
2) При трении палочка и ткань приобретают равные по величине заряды.
3) При трении палочка и ткань приобретают разные по знаку заряды.
4) Угол расхождения лепестков электроскопа зависит от степени наэлектризованности палочки.
5) Электризация связана с перемещением электронов с одного тела на другое.

Утверждение 1 — верно. При поднесении и палочки и ткани к электроскопу происходит изменение угла отклонения лепестков электроскопа, значит и палочка и ткань наэлектризованы;

Утверждение 2 — неверно. Для сравнения величины зарядов необходимо было к двум незаряженным электроскопам поднести заряженные палочку и ткань. Если бы угол отклонения лепестков был одинаков, то заряды палочки и ткани также были бы одинаковы. В данной серии опытов это не проверялось;

Утверждение 3 — верно. При поднесении ткани к электроскопу в опыте 4 происходит уменьшение угла отклонения лепестков электроскопа, значит заряды ткани и палочки, от которой был заряжен электроскоп, разные по знаку;

Утверждение 4 — неверно. Для того, чтобы это проверить, необходимо последовательно дважды наэлектризовать, например, палочку и дважды коснуться ей электроскопа и зарегистрировать изменение угла отклонения лепестков электроскопа. Такая последовательность действий в представленной серии опытов не проводилась;

Утверждение 5 — неверно. Проведенные опыты не позволяют судить о том какие частицы покидали одно тело и переходили на другое.

4. Отрицательно заряженная эбонитовая палочка притягивает подвешенную на нити лёгкую гильзу из алюминиевой фольги. Заряд гильзы может быть

А. положителен.
Б. равен нулю.

Верным(-и) является(-ются) утверждение(-я):

Отрицательно заряженная палочка может притягивать как незаряженную гильзу, так и положительно заряженную гильзу, поэтому оба утверждения верны.

5. На какую минимальную величину может изменяться заряд золотой пылинки?

1) на величину, равную по модулю заряду электрона
2) на величину, равную по модулю заряду ядра атома золота
3) на сколь угодно малую величину
4) на любую величину в зависимости от размера пылинки

Минимальный заряд который может получить пылинка — это заряд электрона, который эта пылинка может потерять или, наоборот, получить в результате электризации.

6. Лёгкий незаряженный шарик из металлической фольги подвешен на тонкой шелковой нити. При поднесении к шарику стержня с положительным электрическим зарядом (без прикосновения) шарик

1) притягивается к стержню
2) отталкивается от стержня
3) не испытывает ни притяжения, ни отталкивания
4) на больших расстояниях притягивается к стержню, на малых расстояниях отталкивается

Любое наэлектризованное тело притягивает к себе ненаэлектризованные тела, поэтому шарик будет притягиваться к стержню.

7. В процессе трения о шёлк стеклянная палочка приобрела положительный заряд. Как при этом изменилось количество заряженных частиц на палочке и шёлке при условии, что обмен атомами при трении не происходил?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается
2) уменьшается
3) не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Количество электронов на шелке

Количество электронов на палочке

Процесс электризации связан с переходом электронов с одного тела на другое, причем электризуются оба тела — одно заряжается положительно, а другое отрицательно. Так как палочка приобрела положительный заряд, значит электроны с палочки перешли на шелк, который зарядился отрицательно. Таким образом, количество электронов на палочке уменьшилось, а количество электронов на шелке увеличилось.

8. В процессе трения о шерсть эбонитовая палочка приобрела отрицательный заряд. Как при этом изменилось количество заряженных частиц на эбонитовой палочке при условии, что обмен атомами при трении не происходил?

Количество электронов на эбонитовой палочке

Количество протонов на эбонитовой палочке

Процесс электризации связан с переходом электронов с одного тела на другое, причем электризуются оба тела — одно заряжается положительно, а другое отрицательно. Так как палочка приобрела отрицательный заряд, значит электроны с меха перешли на палочку, значит количество электронов на палочке — увеличилось. Поскольку обмена атомами в процессе электризации не происходило, а протоны входят в состав ядра атома, то количество протонов на палочке не изменилось.

9. Учитель на уроке, используя две одинаковые палочки и кусок ткани, последовательно провёл опыты по электризации. Описание действий учителя представлены на рисунке.

1) При трении электризуется только палочка.
2) При трении палочка приобретает положительный заряд.
3) И палочка, и ткань электризуются при трении.
4) При трении палочка и ткань приобретают разные по знаку заряды.
5) Электризация связана с перемещением электронов с одного тела на другое.

Утверждение 1 — неверно. Утверждение 3 — верно. В результате опытов наблюдается взаимодействие и палочек и ткани, значит электризуются оба тела — и палочка, и ткань;

Утверждение 2 — неверно. Установить знак заряда палочки можно по ее взаимодействию с положительно заряженным телом, поскольку нам неизвестен заряд ткани, то судить о том каков знак заряда палочки мы не можем;

Утверждение 4 — верно. Заряженные палочка и ткань притягиваются друг к другу (опыт 2), значит они в результате электризации приобретают заряды разного знака;

10. Учитель на уроке, используя палочку, кусок ткани и электроскоп, последовательно провёл опыты по электризации. Условия проведения опытов и показания электроскопа представлены на рисунке.

1) Палочка электризуется при трении о ткань.
2) При трении палочка и ткань приобретают равные по величине заряды.
3) При трении палочка и ткань приобретают разные по знаку заряды.
4) Угол расхождения лепестков электроскопа зависит от степени наэлектризованности палочки.
5) Электризация связана с перемещением электронов с одного тела на другое.

Утверждение 1 — верно. При поднесении палочки к электроскопу происходит изменение угла отклонения лепестков электроскопа, значит палочка наэлектризована;

Утверждение 2 и 3 — неверно. Ткань не подносили к электроскопу, чтобы оценить заряжена она или нет, значит мы не можем судить о том, что ткань заряжена и что ткань имеет заряд противоположный заряду палочки;

Утверждение 4 — верно. Палочку дважды электризовали, дважды подносили к электроскопу и наблюдали изменение угла отклонения лепестков электроскопа, значит угол отклонения лепестков электроскопа зависит от степени наэлектризованности палочки;

11. В процессе электризации нейтральный атом превратился в отрицательный ион. Как при этом изменились масса атомного ядра и число электронов?

Масса атомного ядра

Число электронов

Атомное ядро состоит из протонов и нейтронов. Превращаясь в отрицательный ион атом присоединяет электроны (или несколько электронов). Значит масса атомного ядра не меняется, а число электронов увеличивается.

12. Какие превращения энергии происходят при трении эбонитовой палочки о мех?

1) Механическая энергия превращается в электрическую
2) Внутренняя энергия превращается в электрическую
3) Энергия света превращается в электрическую
4) Химическая энергия превращается в электрическую

Всякий процесс электризации сводится к разъединению положительных и отрицательных зарядов, но так как между собой эти заряды притягиваются, то на их разъединение затрачивается некоторая работа. Эта затраченная механическая работа и равна полученной при электризации электрической энергии. Значит происходит превращение механической энергии в электрическую.

13. Для каждого физического понятия из первого столбца подберите соответствующий пример из второго столбца.

Б) физическое явление

Физическая величина — электрический заряд. Физическое явление — электризация янтаря при трении. Физический закон (закономерность) — электрический заряд всегда кратен элементарному заряду.

14. Прочитайте текст и вставьте на места пропусков слова (словосочетания) из приведённого списка.

Согласно данной модели электризации при трении палочки из янтаря о кусок шерсти янтарь получает (В)__________ заряд, а шерсть получает (Г)__________ заряд.

Список слов и словосочетаний:

1) протоны
2) электроны
3) отрицательный
4) положительный
5) нейтральный
6) энергия связи электрона
7) взаимодействие атомов

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Знак избыточного заряда, который тела получают при электризации трением, зависит от энергии связи электрона с атомами вещества. Чем меньше эта энергия связи, тем легче вещество отдаёт свои электроны (2). На диаграмме представлен ряд веществ в порядке возрастания (сверху вниз) энергия связи электрона (6) с атомами вещества. Согласно данной модели электризации при трении палочки из янтаря о кусок шерсти янтарь получает отрицательный (3) заряд (так как энергия связи электрона с атомами вещества меньше, чем энергия связи электрона с атомами янтаря, то атомы шерсти отдают электроны при электризации, которые переходят на янтарь и он заряжается отрицательно), а шерсть получает положительный (4) заряд.

15. Стеклянную и эбонитовую пластинки потёрли друг о друга. На эбонитовой пластинке образовался отрицательный заряд. Заряд на стеклянной пластинке

1) равен нулю
2) положительный, равный по модулю заряду эбонитовой пластинки
3) положительный, меньше по модулю, чем заряд эбонитовой пластинки
4) отрицательный, равный заряду эбонитовой пластинки

При электризации трением электризуются оба тела. Тела получают одинаковые по модулю и противоположные по знаку заряды.

Готовься к ЕГЭ в Тик-Ток формате

"Незнайка" и "Решу ЕГЭ" запускают свои курсы подготовки. Короткие видео, много практики и нереальная польза!

Вариант 26

При выполнении заданий 2–5, 8, 11–14, 17–18 и 20–21 в поле ответа запишите одну цифру, которая соответствует номеру правильного ответа. Ответом к заданиям 1, 6, 9, 15, 19 является последовательность цифр. Запишите эту последовательность цифр. Ответы к заданиям 7, 10 и 16 запишите в виде числа с учетом указанных в ответе единиц.

Установите соответствие между физическими величинами и приборами для измерения этих величин: к каждому элементу первого столбца подберите соответствующий элемент из второго столбца.

Физические величины	Приборы
А) электрическая мощность	1) манометр
Б) влажность воздуха	2) психрометр
В) атмосферное давление	3) ваттметр
4) вольтметр
5) барометр

Тело движется вдоль оси Ох. На рисунке приведены графики зависимости координаты и проекции скорости тела от времени. Какой график соответствует равномерному движению?

1) 2) 3) 4)

Тело брошено вертикально вверх. На рисунке показан график зависимости кинетической энергии тела от его высоты над точкой бросания. Чему равна полная энергия тела на высоте 4 м относительно точки бросания? Сопротивлением воздуха пренебречь.

Рычаг находится в равновесии под действием двух сил. Сила F₁ = 511, сила = 8 Н. Чему равно плечо силы F₂, если плечо силы F₁ равно 16 см?

На рисунке изображены три тела одинакового объёма. Известно, что первое тело имеет наибольшую массу, а третье тело — наименьшую. Сравните плотности веществ (р₁, р₂ и р₃), из которых сделаны эти тела.

На рисунке представлены графики зависимости смещения х от времени t при колебаниях двух математических маятников. Из предложенного перечня утверждений выберите два правильных. Укажите их номера.

1) Амплитуда и частота колебаний маятника 1 в 2 раза больше амплитуды и частоты колебаний маятника 2.

2) При перемещении маятника 2 из положения, соответствующего точке А, в положение, соответствующее точке Б, его кинетическая энергия уменьшается.

3) Потенциальная энергия маятника 1 в положении, соответстующем точке А, равна нулю.

4) В положении, соответствуюшем точке А, смещение обоих маятников равно амплитуде колебаний.

5) В положении, соответствуюшем точке Б, скорость маятника 2 равна нулю.

Автомобиль массой 500 кг разгоняется с места и достигает скорости 20 м/с за 10 с. Равнодействующая всех сил, действующих на автомобиль, равна

Ответ: _______ Н

Какой вид теплопередачи не сопровождается переносом вещества?

1) только теплопроводность

2) только конвекция

3) только излучение

4) только теплопроводность и излучение

На рисунке представлен график зависимости температуры вещества от времени при постоянной мощности нагревания и охлаждения

Используя данные графика, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.

1) На участке АБ происходит потребление веществом энергии от нагревателя.

2) На участке БВ потребления веществом энергии от нагревателя не происходит.

3) Если вещество в начальный момент находилось в жидком состоянии, то участок ДЕ соответствует конденсации вещества

4) Если вещество в начальный момент находилось в жидком состоянии, то испарение жидкости происходит только на участке ВГ.

5) Если вещество в начальный момент находилось в твёрдом состоянии, то точка Е соответствует окончанию процесса плавления вещества.

На рисунке представлен график зависимости температуры твёрдого тела от отданного им количества теплоты. Масса тела 4 кг. Чему равна удельная теплоёмкость вещества этого тела?

Ответ: _______ Дж/(кг • °С).

Лёгкий незаряженный шарик из металлической фольги подвешен на тонкой шёлковой нити. При поднесении к шарику стержня с положительным электрическим зарядом (без прикосновения) шарик

1) отталкивается от стержня

2) не испытывает ни притяжения, ни отталкивания

3) на больших расстояниях притягивается к стержню, на малых расстояниях отталкивается

4) притягивается к стержню

На рисунке изображена схема электрической цепи, содержащей два параллельно включённых резистора сопротивлением R₁ и R₂. Какое из приведённых ниже соотношений справедливо для такого соединения резисторов?

В катушку, соединённую с гальванометром, вносят магнит. Сила индукционного тока зависит

А. От скорости перемещения магнита

Б. От того, каким полюсом вносят магнит в катушку

Правильным ответом является

Предмет находится от собирающей линзы на расстоянии, равном F/2. Каким будет изображение предмета?

1) прямым, мнимым

2) перевёрнутым, действительным

3) изображения не будет

4) прямым, действительным

Длину спирали электроплитки, включённой в сеть, уменьшили на несколько сантиметров. Как изменятся при этом сопротивление спирали и сила тока в цепи?

Для каждой величины определите характер её изменения:

Запишите выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Сопротивление спирали

Сила тока в цепи

Электрическая плитка включёна в сеть напряжением 220 В. Какую энергию потребляет плитка за 20 мин работы, если сила тока, протекающего через её спираль, 5 А?

Ответ: __________ кДж.

Какая частица взаимодействует с ядром бора в следующей ядерной реакции:

1) протон [math]<>_0^1p[/math]

2) нейтрон [math]<>_0^1n[/math]

3) электрон [math]<>_^0e[/math]

4) [math]\alpha[/math]-частица [math]<>_2^4He[/math]

Длину бруска измеряют с помощью линейки. Запишите результат измерения, учитывая, что погрешность измерения равна половине цены деления шкалы.

В справочнике физических свойств различных материалов представлена следующая таблица.

Вещество	Плотность в твёрдом состоянии г/см 3	Удельное электрическое сопротивление (при 20 С), Ом • мм 2 / м
алюминий	2,7	0,028
железо	7,8	0,1
константан (сплав)	8,8	0,5
латунь	8,4	0,07
медь	8,9	0,017
никелин (сплав)	8,8	0,4
нихром (сплав)	8,4	1,1
серебро	10,5	0,016

Используя данные таблицы, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.

1) При равных размерах проводник из алюминия будет иметь большую массу по сравнению с проводником из меди.

2) Проводники из нихрома и латуни при одинаковых размерах будут иметь разные электрические сопротивления.

3) Проводники из константана и никелина при одинаковых размерах будут иметь разные массы.

4) При замене никелиновой спирали электроплитки на нихромовую такого же размера электрическое сопротивление спирали увеличится.

5) При равной площади поперечного сечения проводник из железа длиной 1 м будет иметь такое же электрическое сопротивление, что и проводник из никелина длиной 4 м.

Рассмотрим простейший опыт, демонстрирующий возникновение индукционного тока в замкнутом витке из провода, помещённом в изменяющееся магнитное поле. Судить о наличии в витке индукционного тока можно по нагреванию проводника. Если, сохраняя прежние внешние размеры витка, сделать его из более толстого провода, то сопротивление витка уменьшится, а сила индукционного тока возрастёт. Мощность, выделяемая в витке в виде тепла, увеличится.

Индукционные токи при изменении магнитного поля возникают и в массивных образцах металла, а не только в проволочных контурах. Эти токи обычно называют вихревыми токами, или токами Фуко, по имени открывшего их французского физика. Направление и сила вихревого тока зависят от формы образца, от направления и скорости изменяющегося магнитного поля, от свойств материала, из которого сделан образец. В массивных проводниках вследствие малости электрического сопротивления токи могут быть очень большими и вызывать значительное нагревание.

Если поместить внутрь катушки массивный железный сердечник и пропустить по катушке переменный ток, то сердечник нагревается очень сильно. Чтобы уменьшить нагревание, сердечник набирают из тонких пластин, изолированных друг от друга слоем лака.

Токи Фуко используются в индукционных печах для сильного нагревания и даже плавления металлов. Для этого металл помещают в переменное магнитное поле, создаваемое током частотой 500-2000 Гц.

Тормозящее действие токов Фуко используется для создания магнитных успокоителей — демпферов. Если под качающейся в горизонтальной плоскости магнитной стрелкой расположить массивную медную пластину, то возбуждаемые в медной пластине токи Фуко будут тормозить колебания стрелки. Магнитные успокоители такого рода используются в гальванометрах и других приборах.

Сила вихревого тока, возникающего в массивном проводнике, помещённом в переменное магнитное поле, зависит

1) только от формы проводника

2) только от материала и формы проводника

3) только от скорости изменения магнитного поля

4) от скорости изменения магнитного поля, от материала и формы проводника

Медная пластина, подвешенная на длинной изолирующей ручке, совершает свободные колебания. Если пластину отклонить от положения равновесия и отпустить так, чтобы она вошла со скоростью [math]\vec v[/math] в пространство между полюсами постоянного магнита (см. рисунок), то

1) колебания пластины резко затухнут

2) частота колебаний пластины возрастёт

3) амплитуда колебаний пластины увеличится

4) пластина будет совершать обычные свободные колебания

Часть 2.

При выполнении задания 22 с развернутым ответом запишите сначала номер задания, а затем ответ на него. Полный ответ должен включать не только ответ на вопрос, но и его развернутое, логически связанное обоснование.

Какой железный сердечник будет больше нагреваться в переменном магнитном поле: сердечник, набранный из тонких изолированных пластин или сплошной сердечник?

2. Сплошной сердечник будет нагреваться больше, поскольку он имеет меньшее электрическое сопротивление, чем сердечник, набранный из тонких изолированных пластин. Соответственно, сила вихревого тока в нем будет больше

При выполнении заданий 23–26 запишите сначала номер задания, а затем ответ на него.

Соберите экспериментальную установку для определения работы электрического тока, совершаемой на резисторе, используя источник тока (4,5 В), вольтметр, амперметр, ключ, реостат, соединительные провода и резистор, обозначенный R₂ При помощи реостата установите в цепи силу тока 0,5 А. Определите работу электрического тока в резисторе в течение 5 мин.

1) нарисуйте электрическую схему эксперимента;

2) запишите формулу для расчёта работы электрического тока;

3) укажите результаты измерения напряжения при силе тока 0,5 А;

4) запишите численное значение работы электрического тока.

Задание 24 представляет собой вопрос, на которых необходимо дать письменный ответ. Полный ответ должен включать не только ответ на вопрос, но и его развернутое, логически связанное обоснование.

Какой корабль движется медленнее, нагруженный или ненагруженный, при одинаковой мощности двигателя? Ответ поясните.

1. Нагруженный корабль.

2. При одинаковой мощности двигателя скорость корабля обратно пропорциональна действующей силе. Сила сопротивления движению нагруженного корабля больше, чем ненагру- женного, поскольку осадка нагруженного корабля больше, чем ненагруженного.

Для заданий 25–26 необходимо написать полное решение, которое включает запись краткого условия задачи (Дано), запись формул, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи, а также математические преобразования и расчеты, приводящие к числовому ответу.

Энергии, полученной при остывании горячей воды от 100 °С до 70 °С, хватило только для плавления 840 г льда, взятого при температуре 0 °С. Какова была масса горячей воды? Потерями энергии в окружающую среду пренебречь.

Решу ЕГЭ и Незнайка объединились,

чтобы запустить свои курсы ЕГЭ в Тик-Ток формате. Никаких скучных вебинаров, только залипательный контент!

Электрическое поле. Действие электрического поля на электрические заряды. Проводники и диэлектрики

Читайте также: