Металлическое кольцо обладающее электрическим сопротивлением находится в однородном магнитном поле
Обновлено: 05.07.2024
Тип 28 № 6839В цепи, схема которой изображена на рисунке, ключ К в некоторый момент замыкают. На сколько после этого изменится заряд q конденсатора C ёмкостью 10 мкФ? ЭДС источника с малым внутренним сопротивлением равна ℰ = 5 В, сопротивление резистора R = 4 Ом, сопротивление катушки индуктивности r = 1 Ом, сопротивлением проводов можно пренебречь.
До замыкания ключа заряд на конденсаторе, согласно формуле для связи заряда и напряжения, был равен Согласно законам Ома для участка цепи и для полной цепи, а также согласно формуле для сопротивления последовательно соединённых резисторов, падение напряжения на резисторе R определялось током через него: Таким образом, После замыкания ключа ток, в силу малости сопротивления проводов, пойдёт только через ключ, и заряд конденсатора, согласно тем же законам, станет равным
Изменение заряда на конденсаторе, таким образом, будет равно
Тип 28 № 6872Аналоги к заданию № 6839: 6872 Все
Тип 14 № 7356В состав колебательного контура входят конденсатор ёмкостью 2 мкФ, катушка индуктивности и ключ. Соединение осуществляется при помощи проводов с пренебрежимо малым сопротивлением. Вначале ключ разомкнут, а конденсатор заряжен до напряжения 8 В. Затем ключ замыкают. Чему будет равна запасённая в конденсаторе энергия через 1/6 часть периода колебаний, возникших в контуре? Ответ выразите в микроджоулях.
Энергия конденсатора может быть посчитана по формуле:
В колебательном контуре зависимость напряжения на конденсаторе описывается выражением:
Через 1/6 периода:
Найдём запасенную энергию:
Тип 14 № 7388В состав колебательного контура входят конденсатор ёмкостью 2 мкФ, катушка индуктивности и ключ. Соединение осуществляется при помощи проводов с пренебрежимо малым сопротивлением. Вначале ключ разомкнут, а конденсатор заряжен до напряжения 4 В. Затем ключ замыкают. Чему будет равна запасённая в конденсаторе энергия через 1/12 часть периода колебаний, возникших в контуре? Ответ выразите в микроджоулях.
Через 1/12 периода:
Найдем запасенную энергию:
Аналоги к заданию № 7356: 7388 Все
Тип 15 № 11855Металлическое кольцо, обладающее электрическим сопротивлением, находится в однородном магнитном поле. Линии индукции этого поля перпендикулярны плоскости кольца, а модуль изменяется по гармоническому закону с частотой ω. Индуктивность кольца пренебрежимо мала.
Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения.
1) В кольце действует постоянная ЭДС индукции.
2) Сила протекающего в кольце индукционного тока не зависит от сопротивления кольца.
3) Средняя тепловая мощность, выделяющаяся в кольце, пропорциональна квадрату частоты (~ω 2 ).
4) Амплитуда протекающего в кольце электрического тока пропорциональна частоте ω.
5) Амплитуда действующей в кольце ЭДС индукции не зависит от радиуса кольца.
Пусть магнитное поле изменяется, например, по закону Пусть площадь кольца равна S.
1) Найдём ЭДС индукции: Из полученной формулы видно, что ЭДС индукции не постоянно а изменяется по гармоническому закону. Первое утверждение неверно.
2) Сила тока в кольце равна Из формулы видно, что сила тока обратно пропорциональна сопротивлению. Второе утверждение неверно.
3) Средняя тепловая мощность, выделяющаяся в кольце, вычисляется как интеграл за период от произведения ЭДС индукции на силу тока в кольце. Конечное значение такого интеграла квадратично зависит от ω. Третье утверждение верно.
Другое объяснение: при постоянном сопротивлении мощность пропорциональна квадрату напряжения: Напряжение, в данном случае равно ЭДС индукции, а значит, его модуль равен модулю скорости изменения магнитного потока, который пропорционален частоте.
4) Во втором пункте приведено выражение для силы тока в кольце, из него видно, что амплитуда тока пропорциональна частоте ω. Четвёртое утверждение верно.
5) Площадь кольца равна где r — радиус кольца. В первом пункте приведено выражение для ЭДС индукции, из него видно, что ЭДС индукции зависит от площади кольца, а следовательно, и от радиуса кольца. Пятое утверждение неверно.
Аналоги к заданию № 11671: 11855 Все
Здравствуйте, как ученик должен решать третий пункт, если в школьной программе интеграл не изучается?
Дополнили в текст решения.
Тип 28 № 3038В 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.
Пока ключ замкнут, через катушку течет ток I, определяемый сопротивлением резистора: конденсатор заряжен до напряжения Энергия электромагнитного поля в катушке Энергия электромагнитного поля в конденсаторе
После размыкания ключа начинаются электромагнитные колебания, и вся энергия, запасенная в конденсаторе и катушке, выделится в лампе и резисторе:
Согласно закону Джоуля — Ленца, выделяемая в резисторе мощность пропорциональна его сопротивлению. Следовательно, энергия 0,184 Дж распределится в лампе и резисторе пропорционально их сопротивлениям, и на лампу приходится
а сопротивление при нахождении силы тока взяли как сумма сопротивлений катушки конденсатора лампочки резистора?
Не очень понимаю, про подсчет какого сопротивления Вы говорите. У катушки и конденсатора нет активных сопротивлений, а источник тока тут выдает постоянное напряжение, поэтому про реактивные сопротивления думать не надо.
Идейно задача решается следующим образом. Есть два этапа, до и после размыкания ключа.
До: конденсатор с лампочкой подключены параллельно к катушке с сопротивлением, и параллельно ко всему этому подключен источник. При параллельном подключении напряжения совпадают. Следовательно напряжение на катушке+сопротивлении равно ЭДС, но на катушке напряжение не падает, так как ее активное сопротивление равно нулю. Следовательно, по закону Ома для полной цепи то, текущий через этот участок равен (так как внутреннее сопротивление источника равно нулю). Конденсатор заряжается до тех пор, пока напряжение между его обкладками не станет равно ЭДС источника. После этого зарядка конденсатора прекращается, ток через лампочку становится равен нулю. В итоге имеем, что все напряжение, создаваемое ЭДС падает в этой ветке цепи на конденсаторе .
После: получается колебательный контур с активным сопротивлением. На активном сопротивлении выделяется тепло, в результате чего амплитуда колебаний уменьшается, пока колебания совсем не затухнут. Сразу после размыкания ключа конденсатор заряжен (в нем сосредоточена энергия электрического поля), через катушку течет ток (в ней сосредоточена энергия магнитного поля). По закону сохранения энергии, она ни от куда не берется просто так и никуда не пропадает. Поэтому вся энергия колебательного контура, в итоге выделиться на лампочке и сопротивлении как тепло. Таким образом, мы находим общее тепло . Остается разобраться, какая часть тепла выделится на лампочке.
Мощность тепловыделения равна . Поскольку лампочка и резистор в колебательном контуре оказываются уже подключены последовательно, то ток течет через них одинаковый. Следовательно, мощность пропорциональна величине сопротивления. Отсюда сразу ясно, что на лампочку приходится доля от всего тепла.
Вот и все решение, в принципе.
P.S. Используйте, пожалуйста, знаки препинания, так Ваши вопросы будет проще понять. И еще будет здорово, если Вы зарегистрируетесь :)
При размыкание ключа энергия должна быть в конденсаторе или в катушки, причем если конденсатор полностью заряжен, то катушка разряжена, а в решение говорится, что катушка и конденсатор одновременно полностью заряжены. Если я не прав, поясните почему.
Энергия только в конденсаторе или в катушки бывает 4 раза за период. Всё остальное время энергия частично в конденсаторе, частично в катушке. не является максимальной энергией конденсатора, аналогично не является максимальной энергией в катушке. Максимальная энергия была бы в отсутствии сопротивления, а так она уменьшается, выделяясь на резисторах.
Тип 29 № 3684Хорошо 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.
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
Подготовка к ЕГЭ по физике. Разбор задач и их решение по теме : " Электромагнитная индукция"
А25-1. В заштрихованной области на рисунке действует однородное магнитное поле, направленное перпендикулярно плоскости рисунка, В = 0,1 Тл. Проволочную квадратную рамку сопротивлением R = 10 Ом и стороной l = 10 см перемещают в плоскости рисунка поступательно со скоростью υ = 1 м/с. Чему равен индукционный ток в рамке в состоянии 1?
А25-2. В заштрихованной области на рисунке действует однородное магнитное поле, перпендикулярное плоскости рисунка с индукцией В = 0,1 Тл. Квадратную проволочную рамку, сопротивление которой 10 Ом и длина стороны 10 см, перемещают в этом поле в плоскости рисунка поступательно равномерно с некоторой скоростью v. При попадании рамки в магнитное поле в положении 1 в ней возникает индукционный ток, равный 1 мА. Какова скорость движения рамки?
С1-1. На рисунке приведена электрическая цепь, состоящая из гальванического элемента, реостата, трансформатора, амперметра и вольтметра. В начальный момент времени ползунок реостата установлен посередине и неподвижен. Опираясь на законы электродинамики, объясните, как будут изменяться показания приборов в процессе перемещения ползунка реостата влево. ЭДС самоиндукции пренебречь по сравнению с ε.
С1-3. Сквозь металлическое и деревянное кольца, не касаясь их, падают одинаковые намагниченные стержни, как показано на рисунке. По-разному ли влияют кольца на ускорение а стержней, и если да, то в чем состоит это различие? Рассмотрите две стадии падения стержня: стержень сближается с кольцом; стержень удаляется от кольца. Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения.
С5-6. Катушка, обладающая индуктивностью L, соединена с источником питания с ЭДС ε и двумя одинаковыми резисторами R. Электрическая схема соединения показана на рис. 1. В начальный момент ключ в цепи разомкнут. В момент времени t = 0 ключ замыкают, что приводит к изменениям силы тока, регистрируемым амперметром, как показано на рис. 2. Основываясь на известных физических законах, объясните, почему при замыкании ключа сила тока плавно увеличивается до некоторого нового значения – I1. Определите значение силы тока I1. Внутренним сопротивлением источника тока пренебречь.
С5-7. Намагниченный стальной стержень начинает свободное падение с нулевой начальной скоростью из положения, изображённого на рис. 1. Пролетая сквозь закреплённое проволочное кольцо, стержень создаёт в нём электрический ток, сила которого изменяется со временем так, как показано на рис. 2.
С5-9. Медное кольцо из провода диаметром 2 мм расположено в однородном магнитном поле, магнитная индукция которого меняется по модулю со скоростью 1,09 Тл/с. Плоскость кольца перпендикулярна вектору магнитной индукции. Каков диаметр кольца, если возникающий в нём индукционный ток равен 10 А? Удельное сопротивление меди ρ Cu = 1,72 · 10 -8 Ом
С5-10. Медное кольцо, диаметр которого 20 см, а диаметр провода кольца 2 мм, расположено в однородном магнитном поле. Плоскость кольца перпендикулярна вектору магнитной индукции. Определите модуль скорости изменения магнитной индукции поля со временем, если при этом в кольце возникает индукционный ток 10 А. Удельное сопротивление меди rCu = 1,72•10 –8 Ом•м.
С5-11. Плоская рамка из провода сопротивлением 5 Ом находится в однородном магнитном поле. Проекция магнитной индукции поля на ось Ох, перпендикулярную плоскости рамки, меняется от В1х = 3 Тл до В2х = -1 Тл. За время изменения поля по рамке протекает заряд 1,6 Кл. Определите площадь рамки.
С5-12. Плоская рамка из провода сопротивлением 5 Ом находится в однородном магнитном поле. Проекция магнитной индукции поля на ось Ох, перпендикулярную плоскости рамки, меняется от В1х = 3 Тл до В2х = -1 Тл. Площадь рамки 2 м 2 . Какой заряд пройдет по рамке за время изменения поля?
С5-13. Плоская горизонтальная фигура площадью 0,1 м 2 , ограниченная проводящим контуром с сопротивлением 5 Ом, находится в однородном магнитном поле. Пока проекция вектора магнитной индукции на вертикальную ось Oz медленно и равномерно возрастает от В1Z = – 0,15 Тл до некоторого конечного значения В2Z, по контуру протекает заряд 0,008 Кл. Найдите В2Z.
С5-14. Замкнутый контур из тонкой проволоки помещён в магнитное поле. Плоскость контура перпендикулярна вектору магнитной индукции поля. Площадь контура S = 2•10 –3 м 2 . В контуре возникают колебания тока с амплитудой iм = 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 . Чему равно электрическое сопротивление контура R?
С5-16. Проводник длиной 1 м движется равноускоренно в однородном магнитном поле, индукция которого равна0,5 Тл и направлена перпендикулярно проводнику и скорости его движения (см. рисунок). Начальная скорость движения проводника 4 м/с. Значение ЭДС индукции в этом проводнике в конце перемещения на расстояние 1 мравно 3 В. Чему равно ускорение, с которым движется проводник в магнитном поле?
С5-17. Горизонтально расположенный проводник движется равноускоренно в вертикальном однородном магнитном поле, индукция которого равна 1 Тл и направлена перпендикулярно проводнику и скорости его движения (см. рисунок). При начальной скорости проводника, равной нулю, и ускорении 8 м/с 2 , проводник переместился на 1 м. ЭДС индукции на концах проводника в конце перемещения равна 6 В. Какова длина проводника?
С5-18. Горизонтально расположенный проводник длиной 1 м движется равноускоренно в вертикальном однородном магнитном поле, индукция которого равна 0,5 Тл и направлена перпендикулярно проводнику и скорости его движения (см. рисунок). При начальной скорости проводника, равной нулю, проводник переместился на 1 м. ЭДС индукции на концах проводника в конце перемещения равна 2 В. Каково ускорение проводника?
С5-19. Прямоугольный контур, образованный двумя рельсами и двумя перемычками, находится в однородном магнитном поле, перпендикулярном плоскости контура. Правая перемычка скользит по рельсам, сохраняя надежный контакт с ними. Известны величины: индукция магнитного поля В = 0,1 Tл, расстояние между рельсами l = 10 см, скорость движения перемычки v = 2 м/c, сопротивление контура R = 2 Ом. Какова сила индукционного тока в контуре? Ответ выразите в миллиамперах (мА)
С5-20. 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 перпендикулярно им лежат два одинаковых проводника, способных скользить по рельсам без нарушения электрического контакта. Левый проводник движется вправо со скоростью V, а правый покоится. С какой скоростью v надо перемещать правый проводник, чтобы в три раза уменьшить силу Ампера, действующую на левый проводник? (Сопротивлением рельсов пренебречь.)
С5-21. По параллельным проводникам bc и ad, находящимся в магнитном поле с индукцией В, со скоростью v = 1 м/с скользит проводящий стержень MN, который находится в контакте с проводниками (см. рисунок). Расстояние между проводниками l = 20 см. Между проводниками подключен резистор cсопротивлением R = 2 Ом. Сопротивление стержня и проводников пренебрежимо мало. При движении стержня по резистору R течет ток I = 40 мА. Какова индукция магнитного поля?
С5-22. По П-образному проводнику abcd постоянного сечения скользит со скоростью v медная перемычка abдлиной l 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 B, если в тот момент, когда ab = ac, разность потенциалов между точками a и b равна U? Сопротивление между проводниками в точках контакта пренебрежимо мало, а сопротивление проводов велико.
С5-23. 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 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 I = 1,6 м .
С5-24. 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 α = 30°. Отношение массы стержня к его длине m / l = 0,1 кг/м . Модуль индукции магнитного поля В = 0,2Тл. Ускорение стержня a = 1,9 м/с 2 . Чему равна сила тока в стержне?
Тематическая работа №2 статград ЕГЭ 2022 по физике 11 класс с ответами
1)По П-образным рельсам, лежащим на горизонтальной плоскости, перемещают прямую проводящую цилиндрическую перемычку, двигая её с постоянной скоростью V. Рельсы находятся в вертикальном магнитном поле с индукцией B . Перемычку заменили на другую – из такого же материала, такой же длины, но с большей массой. Остальные условия проведения эксперимента оставили неизменными. Определите, как в результате замены перемычки изменились возникающая в контуре ЭДС индукции и модуль действующей на перемычку силы Ампера. Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличилась 2) уменьшилась 3) не изменилась
2)По проволочной рамке течёт постоянный электрический ток силой 2 А, который создаёт вокруг рамки магнитное поле. Поток вектора магнитной индукции этого поля через контур, ограниченный данной рамкой, равен 0,006 Вб. Чему равна индуктивность этой рамки?
3)В идеальном колебательном контуре, состоящем из конденсатора и катушки индуктивности, происходят незатухающие колебания. Известно, что напряжение на конденсаторе изменяется со временем по закону ( ) 25 cos 2 t U t π = ⋅ . Определите период колебаний энергии в катушке.
4)Замкнутое металлическое кольцо, обладающее электрическим сопротивлением, находится в однородном магнитном поле. Линии индукции этого поля перпендикулярны плоскости кольца, а модуль изменяется по гармоническому закону с частотой ω. Индуктивность кольца пренебрежимо мала. Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения. 1) В кольце протекает постоянный электрический ток. 2) Сила натяжения проволоки, из которой изготовлено кольцо, изменяется по гармоническому закону с частотой 2ω. 3) Амплитуда протекающего в кольце электрического тока не зависит от частоты ω. 4) ЭДС индукции, действующая в кольце, пропорциональна частоте ω. 5) Средняя тепловая мощность, выделяющаяся в кольце, пропорциональна частоте ω.
5)В идеальном колебательном контуре совершаются гармонические колебания. Контур состоит из катушки индуктивностью 25 мГн и воздушного конденсатора, расстояние между пластинами которого равно 2 мм, а площадь каждой пластины 1000 мм2 . В момент времени t = 0 пластины конденсатора начинают равномерно сдвигать так, что расстояние между ними меняется со скоростью 0,2 мм/с. При этом пластины остаются всё время параллельными друг другу. Установите соответствие между событиями и соответствующими им моментами времени. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
6)В идеальном колебательном контуре, состоящем из конденсатора ёмкостью C = 0,1 Ф и катушки индуктивностью L = 0,4 Гн, параллельно конденсатору включён идеальный вольтметр, показывающий напряжение и его знак, а последовательно с катушкой – идеальный амперметр, показывающий ток в цепи и его знак (см. рисунок). В начале колебательного процесса вольтметр показывал напряжение U0 = +40 В, а ток в контуре был равен нулю. Спустя некоторое время вольтметр первый раз стал показывать напряжение U1 = –20 В. Какой ток I1 при этом показывал амперметр? Положительное направление тока соответствует тому, которое бывает при разрядке конденсатора от максимального положительного значения напряжения на нём.
Сложные задания из 2 варианта:
1)По П-образным рельсам, лежащим на горизонтальной плоскости, перемещают прямую проводящую цилиндрическую перемычку, двигая её с постоянной скоростью V. Рельсы находятся в вертикальном магнитном поле с индукцией B . Перемычку заменили на другую – из такого же материала, такой же длины, но с меньшей массой. Остальные условия проведения эксперимента оставили неизменными. Определите, как в результате замены перемычки изменились модуль действующей на перемычку силы Ампера и возникающая в контуре ЭДС индукции. Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличилась 2) уменьшилась 3) не изменилась
2)По проволочной рамке течёт постоянный электрический ток силой 4 А, который создаёт вокруг рамки магнитное поле. Поток вектора магнитной индукции этого поля через контур, ограниченный данной рамкой, равен 0,016 Вб. Чему равна индуктивность этой рамки?
3)В идеальном колебательном контуре, состоящем из конденсатора и катушки индуктивности, происходят незатухающие колебания. Известно, что сила тока в катушке изменяется со временем по закону ( ) 25 cos 4 t I t π = ⋅ . Определите частоту ν колебаний энергии в конденсаторе.
4)Металлическое кольцо, обладающее электрическим сопротивлением, находится в однородном магнитном поле. Линии индукции этого поля перпендикулярны плоскости кольца, а модуль изменяется по гармоническому закону с частотой ω. Индуктивность кольца пренебрежимо мала. Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения. 1) В кольце действует постоянная ЭДС индукции. 2) Сила протекающего в кольце индукционного тока не зависит от сопротивления кольца. 3) Средняя тепловая мощность, выделяющаяся в кольце, пропорциональна квадрату частоты (~ω2 ). 4) Амплитуда протекающего в кольце электрического тока пропорциональна частоте ω. 5) Амплитуда действующей в кольце ЭДС индукции не зависит от радиуса кольца
5)В идеальном колебательном контуре совершаются гармонические колебания. Контур состоит из катушки индуктивностью 25 мГн и воздушного конденсатора, расстояние между пластинами которого равно 2 мм, а площадь каждой пластины 1000 мм2 . В момент времени t = 0 пластины конденсатора начинают равномерно раздвигать со скоростью 0,2 мм/с. При этом пластины остаются всё время параллельными друг другу. Установите соответствие между событиями и соответствующими им моментами времени. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
6)В идеальном колебательном контуре, состоящем из конденсатора ёмкостью C = 0,1 Ф и катушки индуктивностью L = 0,4 Гн, параллельно конденсатору включён идеальный вольтметр, показывающий напряжение и его знак, а последовательно с катушкой – идеальный амперметр, показывающий силу тока в цепи и его знак (см. рисунок). В начале колебательного процесса вольтметр показывал напряжение U0 = +40 В, а ток в контуре был равен нулю. Спустя некоторое время вольтметр первый раз стал показывать напряжение U1 = –20 В. Какой ток I1 при этом показывал амперметр? Положительное направление тока соответствует тому, которое бывает при разрядке конденсатора от максимального положительного значения напряжения на нём.
Пробный экзаменационный вариант «ЕГЭ физика пробник 7 вариант» (вариант, ответы, подробное решение 2022)
1. Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях.
Запишите в ответе их номера.
1) Вектор скорости материальной точки всегда сонаправлен вектору её ускорения.
2) Чтобы вода кипела длительное время, необходимо выполнение двух условий: достижение водой температуры кипения и передача ей количества теплоты.
3) В металлических проводниках электрический ток представляет собой упорядоченное движение электронов, происходящее на фоне их теплового движения.
4) Явление полного внутреннего отражения может наблюдаться при переходе из оптически более плотной среды в оптически менее плотную, если угол падения больше предельного угла.
5) В процессе альфа-распада всегда происходит испускание радиоактивным элементом медленных нейтронов.
2. Даны следующие зависимости величин:
А) Зависимость проекции скорости математического маятника, совершающего гармонические колебания, от времени, учитывая, что в начальный момент времени тело находилось в крайней левой точке;
Б) Зависимость объема идеального газа от температуры при изобарном процессе;
В) Зависимость сопротивления проводника от его длины.
Установите соответствие между этими зависимостями и видами графиков, обозначенных цифрами 1−5. Для каждой зависимости А−В подберите соответствующий вид графика и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Материальная точка равномерно движется по окружности, центр которой находится в начале O прямоугольной системы координат XOY. На рисунке показан график зависимости координаты y этой точки от времени t. Чему равен модуль V скорости этой точки? Ответ выразите в см/с и округлите до целого числа.
4. Небольшое тело массой 200 г свободно соскальзывает вниз по гладкой наклонной плоскости вдоль оси Ox. В таблице приведена зависимость проекции vx скорости этого тела от времени t. Какую работу совершит сила тяжести к моменту, к которому тело пройдёт путь 1 м? (Ответ дайте в джоулях.)
t , с
vx , м/с
5. Деревянный кубик имеет ребро длиной 2 см. Определите архимедову силу, действующую на кубик при его полном погружении в воду. Ответ дайте в ньютонах.
6. На горизонтальном шероховатом диске радиусом 30 см покоится на расстоянии r от центра точечное тело массой 100 г. Диск начинают медленно раскручивать. При некоторой угловой скорости вращения диска тело начинает скользить по его поверхности. На рисунке показан график зависимости линейной скорости V тела в момент начала скольжения от расстояния r.
На основании анализа приведённого графика выберите все верные утверждения и укажите в ответе их номера.
1) Коэффициент трения между телом и плоскостью диска равен 0,4.
2) При вращении диска с частотой 2/ об/с покоящееся относительно диска тело, имеющее максимальную угловую скорость вращения, находится на расстоянии 25 см от центра диска.
3) При вращении диска с угловой скоростью 5 рад/с модуль ускорения покоящегося относительно диска тела, находящегося на расстоянии 12 см от центра, равен нулю.
4) Тело, находящееся на расстоянии 9 см от центра диска, может иметь минимальный период обращения, равный (0,3) с.
5) Если тело находится на расстоянии 16 см от центра диска, то оно не может иметь кинетическую энергию, равную 8 мДж.
С вершины наклонной плоскости из состояния покоя скользит с ускорением брусок массой m (см. рисунок). Как изменится время движения, ускорение бруска и сила трения, действующая на брусок, если с той же наклонной плоскости будет скользить брусок из того же материала массой ?
Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.
8. На движущемся корабле бросили мяч вертикально вверх. Куда упадет мяч по отношению к палубе, если корабль идет:
3) В то же место
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
На рисунке изображён график зависимости величины среднего значения квадрата скорости молекул идеального газа от температуры. Определите молярную массу этого газа. Ответ выразите в граммах на моль и округлите до целого числа.
10. Относительная влажность воздуха при температуре 100 °С равна 50%. Определите массу водяного пара в одном литре такого влажного воздуха. Ответ приведите в граммах, округлив до десятых долей.
11. В некотором процессе газ получает количество теплоты 210 Дж, причём изменение его внутренней энергии составляет 4/3 от работы газа. Какую работу совершает газ в этом процессе?
12. На рисунке приведена зависимость давления p идеального газа, количество вещества которого равно ν = 1 моль, от его объёма V в процессе 1−2−3−4−5−6−7−8.
На основании анализа графика выберите все верные утверждения.
1) Работа газа в процессе 2−3 в 2 раза больше, чем работа газа в процессе 6−7.
2) В процессе 2−3 газ совершил в 4 раза большую работу, чем в процессе 6−7.
3) Температура газа в состоянии 3 меньше температуры газа в состоянии 7.
4) Температура газа в состоянии 2 равна температуре газа в состоянии 4.
5) Количество теплоты, отданное газом в процессе 3−4, в 4 раза больше количества теплоты, которое газ отдал в процессе 7−8.
13. В сосуде неизменного объема находится идеальный газ. Если часть газа выпустить из сосуда при постоянной температуре, то как изменятся величины: давление газа, его плотность и количество вещества в сосуде?
Для каждой величины определите соответствующий характер ее изменения:
3) не изменилась
14. С какой силой взаимодействуют в вакууме два маленьких заряженных шарика, находящихся на расстоянии 4 м друг от друга? Заряд каждого шарика 8 · 10 −8 Кл. Ответ выразите в микроньютонах.
Квадратная рамка расположена в однородном магнитном поле в плоскости линий магнитной индукции так, как показано на рисунке. Направление тока в рамке показано стрелками. Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) сила Ампера, действующая на сторону CD рамки со стороны магнитного поля? Ответ запишите словом (словами).
16. Луч света падает на плоскую границу раздела двух сред, проходя из среды 1 в среду 2. Скорость распространения света в среде 1 равна м/с, угол преломления луча равен 30°, показатель преломления среды 2 равен 1,45. Определите синус угла падения луча света. Ответ округлите до сотых долей.
17. Металлическое кольцо, обладающее электрическим сопротивлением, находится в однородном магнитном поле. Линии индукции этого поля перпендикулярны плоскости кольца, а модуль изменяется по гармоническому закону с частотой ω. Индуктивность кольца пренебрежимо мала.
18. Колебательный контур радиоприемника настроен на некоторую длину волны Как изменятся период колебаний в контуре, их частота и соответствующая им длина волны, если площадь пластин конденсатора увеличить?
Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
19. Двум металлическим пластинам площадью S каждая сообщили равные по модулю, но противоположные по знаку заряды +Q и −Q. Пластины расположили на малом расстоянии d друг от друга. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
1) Напряжённость электрического поля между пластинами
2) Разность потенциалов между пластинами
3) Емкость системы, состоящей из двух таких пластин
4) Энергия электрического поля, заключённого между этими пластинами
20. Медленные (нерелятивистские) электроны с энергией 150 эВ испытывают дифракцию на некоторой атомной структуре. Расстояние между соседними атомами этой структуры d = 0,2 нм. Во сколько раз d превышает длину волны электрона? Ответ округлите до целого числа.
21. В первом опыте по изучению фотоэффекта металлическую пластинку освещают белым светом через синий светофильтр (пропускает только синий цвет), а во втором — через зеленый (пропускает только зеленый цвет). Как изменяются следующие величины при переходе от первого опыта ко второму?
3. не изменилась
Частота падающего на пластинку света
Работа выхода электронов из металла
Запишите результат измерения тока, учитывая, что погрешность равна половине цены деления. В ответе запишите значение и погрешность слитно без пробела.
Два маленьких металлических шарика, установленные на изолирующих подставках, располагают на одинаковых расстояниях от точки О. Заряды шариков одинаковы по модулю, но противоположны по знаку. В точке O экспериментально определяют вектор напряжённости электрического поля.
Затем эксперименты повторяют, располагая на равных расстояниях от точки О шарики, имеющие другие заряды. В таблице приведены значения этих зарядов и расстояния их до точки О.
Номер эксперимента
Левый заряд
Правый заряд
Расстояние до точки О
Укажите номера экспериментов, в которых вектор напряжённости электрического поля в точке О будет таким же, как в изначальном эксперименте.
24. В эксперименте установлено, что при температуре воздуха в комнате 29 °C на стенке стакана с холодной водой начинается конденсация паров воды из воздуха, если снизить температуру стакана до 25 °C. По результатам этих экспериментов определите относительную влажность воздуха. Для решения задачи воспользуйтесь таблицей. Изменится ли относительная влажность при повышении температуры воздуха в комнате, если конденсация паров воды из воздуха будет начинается при той же температуре стакана 25 °C? Давление и плотность насыщенного водяного пара при различной температуре показано в таблице:
25. В теплоизолированном сосуде с жёсткими стенками находятся 0,1 моля идеального одноатомного газа и пружинный маятник. Масса груза маятника 4 кг, максимальное значение модуля скорости этого груза 1,5 м/с. Считая, что нагревается только газ, найдите, на сколько градусов повысится температура газа после того, как колебания маятника прекратятся из-за действия силы вязкого трения. Ответ округлите до десятых долей. Ответ дайте в кельвинах.
26. Коллекционер разглядывает при помощи лупы элемент марки и видит его мнимое изображение, увеличенное в 5 раз. Рассматриваемый элемент расположен на расстоянии 8 мм от лупы. На каком расстоянии от линзы находится его изображение? Ответ приведите в миллиметрах.
27. В цилиндре под поршнем находится 1 моль гелия в объёме V1 под некоторым давлением p, причём среднеквадратичная скорость движения атомов гелия равна u1 = 500 м/с. Затем объём гелия увеличивают до V2 таким образом, что при этом среднеквадратичная скорость движения атомов гелия увеличивается в n = 2 раза, а отношение в процессе остаётся постоянным (u — среднеквадратичная скорость газа, V — занимаемый им объём). Какое количество теплоты Q было подведено к гелию в этом процессе?
28. Ион с зарядом Кл и массой кг проходит ускоряющую разность потенциалов U. После он влетает в магнитное поле с индуктивностью B = 0,3 Тл и движется в нем по окружности с радиусом R = 0,25 м. Найдите ускоряющую разность потенциалов U (υ0, mg пренебрегаем).
29. Свет с неизвестной длиной волны падает нормально на дифракционную решётку с периодом и одному из главных дифракционных максимумов соответствует угол дифракции 30°. При этом наибольший порядок наблюдаемого спектра равен 5. Найдите длину волны света, падающего на решетку, и выразите его в ангстремах.
Справка: 1 ангстрем = 10 −10 м.
30. Вагонетка массой M = 900 г связана невесомой и нерастяжимой нитью с грузом массой m. Если вагонетку толкнуть влево, то она будет двигаться с ускорением 2 м/с 2 , если толкнуть вправо, то её скорость будет постоянной. Найти массу груза m.
Какие законы Вы используете для описания движения грузика и вагонетки? Обоснуйте их применение к данному случаю.
1) Неверно. Вектор скорости материальной точки сонаправлен вектору ее ускорения только при прямолинейном равноускоренном движении при разгоне.
2) Верно. Чтобы вода кипела длительное время, необходимо выполнение двух условий: достижение водой температуры кипения и передача ей количества теплоты.
3) Верно. В металлических проводниках электрический ток представляет собой упорядоченное движение электронов, происходящее на фоне их теплового движения.
4) Верно. Явление полного внутреннего отражения может наблюдаться при переходе из оптически более плотной среды в оптически менее плотную, если угол падения больше предельного угла.
5) Неверно. При альфа-распаде происходит испускание радиоактивным элементом альфа-частиц — ядер атома гелия.
Читайте также: