Около небольшой металлической пластины укрепленной на изолирующей
Обновлено: 18.05.2024
С1-1. Около небольшой металлической пластины, укрепленной на изолирующей подставке, подвесили на шелковой нити легкую металлическую незаряженную гильзу. Когда пластину подсоединили к клемме высоковольтного выпрямителя, подав на нее отрицательный заряд, гильза пришла в движение. Опишите движение гильзы. Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности вы использовали для объяснения.
С1-1. Около небольшой металлической пластины, укрепленной на изолирующей подставке, подвесили на длинной шелковой нити легкую металлическую незаряженную гильзу. Когда пластину подсоединили к клемме высоковольтного выпрямителя, подав на нее положительный заряд, гильза пришла в движение. Опишите движение гильзы и объясните его, указав, какими физическими явлениями и закономерностями оно вызвано.
С4-2. Три медных шарика диаметром 1 см каждый расположены в воздухе в вершинах правильного треугольника со стороной 20 см. Первый шарик несет заряд q1 = 80 нКл, второй q2 = 30 нКл, а третий q3 = 40 нКл. С какой силой второй шарик действует на первый? Ответ выразите в миллиньютонах и округлите до сотых.
С4-3. Полый шарик массой m = 0,4 г с зарядом q = 8 нКл движется в однородном горизонтальном электрическом поле из состояния покоя. Траектория шарика образует с вертикалью угол α = 45°. Чему равен модуль напряженности электрического поля E?
С4-4. Пылинка, имеющая положительный заряд 10 -11 Кл и массу 10 -6 кг, влетела в однородное электрическое поле вдоль его силовых линий с начальной скоростью 0,1 м/с и переместилась на расстояние 4 см. Какой стала скорость пылинки, если напряженность поля 10 5 В/м?
С4-5. Электрон влетает в пространство между двумя разноименно заряженными пластинами плоского конденсатора со скоростью v0 ( v0 параллельно пластинам (см. рисунок). Расстояние между пластинами d , длина пластин L ( L d) , разность потенциалов между пластинами Δφ. Определите скорость электрона при вылете из конденсатора.
С4-6. Электрон влетает в плоский конденсатор со скоростью v0 ( v0 , параллельно пластинам (см. рисунок), расстояние между которыми d. Какова разность потенциалов между пластинами конденсатора, если при вылете из конденсатора вектор скорости электрона отклоняется от первоначального направления на угол α ? Длина пластин L (L >> d).
С4-7. Пылинка, имеющая массу 10 –8 г и заряд – 1,8×10 –14 Кл, влетает в электрическое поле конденсатора в точке, находящейся посередине между его пластинами (см. рисунок). Чему должна быть равна минимальная скорость, с которой влетает пылинка в конденсатор, чтобы она смогла пролететь его насквозь? Длина пластин конденсатора 10 см, расстояние между пластинами 1 см, напряжение на пластинах конденсатора 5000 В. Силой тяжести пренебречь. Система находится в вакууме.
С4-8. Пластины большого по размерам плоского конденсатора расположены горизонтально на расстоянии d = 1 см друг от друга. Напряжение на пластинах конденсатора 55000 В. В пространстве между пластинами падает капля жидкости. Масса капли 4•10 –6 кг. При каком значении заряда q капли ее скорость будет постоянной? Влиянием воздуха на движение капли пренебречь. Ответ выразите в пикокулонах (10 –12 Кл).
С4-9. Маленький шарик с зарядом q = 4 ·10 9 Кл и массой 3 г, подвешенный на невесомой нити с коэффициентом упругости 100 Н/м, находится между вертикальными пластинами плоского воздушного конденсатора. Расстояние между обкладками конденсатора — 5 см. Какова разность потенциалов между обкладками конденсатора, если удлинение нити — 0,5 мм?
С4-10. Полый шарик массой m = 0,4 г с зарядом q = 8 нКл движется в однородном горизонтальном электрическом поле из состояния покоя. Траектория шарика образует с вертикалью угол α = 45°. Чему равен модуль напряжённости электрического поля Е ?
С4-11.Полый заряженный шарик массой m = 0,4 г движется в однородном горизонтальном электрическом поле из состояния покоя. Модуль напряженности электрического поля Е = 500 кВ/м. Траектория шарика образует с вертикалью угол α = 45°. Чему равен заряд q шарика?
С4-12.Полый шарик массой m = 0,4 г с зарядом q = 8 нКл движется в горизонтальном однородном электрическом поле, напряжённость которого E = 500 кВ/м. Какой угол α образует с вертикалью траектория шарика, если его начальная скорость равна нулю?
С4-13.Два точечных положительных заряда q1 = 200 нКл и q2 = 400 нКл находятся в вакууме. Определите величину напряженности электрического поля этих зарядов в точке А, расположенной на прямой, соединяющей заряды, на расстоянии L от первого и 2L от второго заряда. L = 1,5 м.
С4-14. Напряженность электрического поля плоского конденсатора (см. рисунок) равна 24 кВ/м. Внутреннее сопротивление источника r = 10 Ом, ЭДС ε = 30 В, сопротивления резисторов R1 = 20 Ом, R2 = 40 Ом. Найдите расстояние между пластинами конденсатора.
Конденсаторы С1 = 10 мкФ и С2 = 20 мкФ соединены последовательно. Параллельно получившейся цепочке подключают последовательно соединенные одинаковые резисторы R = 100 кОм. Точки соединения конденсаторов и резисторов замыкают проводником 1 - 2 (см. рисунок). Всю цепь подключают к батарейке ε = 10 В, конденсаторы практически мгновенно заряжаются. Какой заряд протечет по проводнику 1 - 2 за достаточно большое время после замыкания? Элементы цепи считать идеальными.
С4-16. Источник постоянного напряжения с ЭДС 100 В подключён через резистор к конденсатору переменной ёмкости, расстояние между пластинами которого можно изменять (см. рисунок). Пластины медленно раздвинули. Какая работа была совершена против сил притяжения пластин, если за время движения пластин на резисторе выделилось количество теплоты 10 мкДж, и заряд конденсатора изменился на 1 мкКл?
С4-17. По гладкой горизонтальной направляющей длиной 2lскользит бусинка с положительным зарядом Q > 0 и массой m . На концах направляющей находятся положительные заряды q > 0 (см. рисунок). Бусинка совершает малые колебания относительно положения равновесия, период которых равен Т. Чему будет равен период колебаний бусинки, если ее заряд уменьшить в 2 раза?
С4-18. По гладкой горизонтальной направляющей длиной 2lскользит бусинка с положительным зарядом Q > 0 и массой m . На концах направляющей закреплены положительные заряды q > 0 (см. рисунок). Бусинка совершает малые колебания относительно положения равновесия, период которых равен Т. Чему будет равен период колебаний бусинки, если её заряд увеличить в 2 раза?
Около небольшой металлической пластины укрепленной на изолирующей
Презентация "Решение качественных задач ЕГЭ по теме "Электростатика"
с1
Вариант10,2011г. (вариант 10, 2012) , вариант 10, 2013 (вариант 10, 2014) Легкая трубочка из тонкой алюминиевой фольги подвешена к штативу на тонкой шелковой нити. Что произойдет с трубочкой, когда вблизи нее окажется отрицательно заряженный шар? Трубочка не заряжена, длина нити не позволяет трубочке коснуться шара.
Решение Электрическое поле шара перемещает свободные носители заряда (электроны) в фольге так, что на ближней к шару стороне трубочки оказываются положительные заряды, а на дальней – отрицательные. Но вблизи шара напряженность его поля сильнее, чем вдали, поэтому сила притяжения к шару положительных зарядов окажется больше силы отталкивания отрицательных зарядов. В результате, оставаясь в целом электрически нейтральной, трубочка притянется к шару, и нить подвеса станет наклонной.
с1
Вариант9, 2010г Лёгкая трубочка из тонкой алюминиевой фольги подвешена к штативу на тонкой шёлковой нити. Что произойдёт с трубочкой, когда вблизи неё окажется отрицательно заряженный шар, Трубочка не заряжена. Длина нити не позволяет трубочке коснуться шара.
Решение.
В результате электростатической индукции часть свободных электронов в трубочке переместится на противоположную от шара сторону трубочки. Трубочка притянется, но не дотянется до шара (не хватит нити) и зависнет в этом положении, в котором сумма всех сил, действующих на гильзу, будет равна нулю.
с1
Вариант10, 2010г Две одинаковые металлические пластинки заряжены противоположными зарядами Q и – Q . Пластины установлены параллельно друг другу, площадь каждой пластины равна S. Расстояние между пластинами и их толщина много меньше их длины и ширины. Чему равен заряд на нижней стороне нижней пластины?
Решение:
Пластины одинаковы, заряд на них по модулю одинаков. Заряды, под действием кулоновских сил переместятся на внутренние стороны пластин. На внешних сторонах пластин заряд будет равен 0.
Между двумя близко расположенными металлическими пластинами, укрепленными на изолирующих подставках, положили металлический шарик. Когда пластины подсоединили к клеммам высоковольтного выпрямителя, подав на них заряды разных знаков, шарик пришёл в движение. Опишите и объясните движение шарика.
Возможное решение:
Под действием электрического поля пластин изменится распределение электронов в шарике и произойдет его электризация: шарик приобретёт тот же заряд, что и пластина, на которой он лежит, — отрицательный.
Отрицательно заряженный шарик будет отталкиваться от нижней и притягиваться к верхней пластине. Если масса шарика достаточно мала, он поднимется к положительно заряженной пластине и, коснувшись ее, поменяет знак заряда. В результате он начнёт отталкиваться от верхней пластины и притягиваться к нижней — шарик вернется к первой пластине и вновь поменяет знак своего заряда на отрицательный. Такое движение вверх
с1
На рисунке изображены три металлические пластины большой площади. Пластины расположены параллельно друг другу, расстояние между пластинами много меньше их размеров. Внизу указаны заряды пластин. Какой заряд находится на правой плоскости третьей пластины? Ответ обоснуйте.
Электрического поля внутри проводника нет. Весь электростатический заряд металлической пластины сосредоточен на его поверхности. Поле зарядов, которые находятся левее третьей металлической пластины, должно быть компенсированным полем зарядов, расположенных справа от нее.
Общий заряд трех пластин должен быть распределен так, чтобы общий «левый заряд» равнялся общему правому заряду. Общий заряд всех трех пластин равен нулю (3q — 4q + q = 0). Значит, справа и слева от третьей пластины должен находиться заряд, равный нулю. Это достигается в том случае, если на правой поверхности третьей пластины находится заряд, равный нулю.
с1
1. Вариант7, 2011г(вариант5, 2010), вариант8, 2012
Около небольшой металлической пластины, укрепленной на изолирующей подставке, подвесили на длинной шелковой нити легкую металлическую незаряженную гильзу. Когда пластину подсоединили к клемме высоковольтного выпрямителя, подав на нее положительный заряд, гильза пришла в движение. Опишите движение гильзы и объясните его, указав, какими физическими явлениями и закономерностями оно вызвано.
Решение:
Под действием электрического поля пластины изменится распределение электронов в гильзе, и ее поверхность электризуется: сторона, ближайшая к пластине приобретет отрицательный заряд, а противоположная сторона — положительный (электростатическая индукция). Поскольку поле небольшой пластины неоднородно, и ближе к пластине напряженность поля больше, сила притяжения гильзы к пластине, действующая на ее левую сторону, больше силы отталкивания, действующей на правую сторону. Равнодействующая этих сил направлена к пластине, и гильза будет притягиваться к ней. Если нить достаточно длинная, а гильза достаточно легкая, то гильза коснется пластины. В момент касания часть электронов перейдет с гильзы на положительно заряженную пластину, гильза приобретет положительный заряд, оттолкнется от пластины и остановится в положении, в котором равнодействующая сил электростатического отталкивания, тяжести и натяжения нити станет равной нулю. Если длина нити недостаточна для того, чтобы гильза коснулась пластины, или гильза достаточно тяжелая, то она остановится в положении, в котором равнодействующая сил электростатического притяжения, тяжести и натяжения нити равна нулю.
Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей
Более 3 000 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения
Решение задач ЕГЭ по физике
Ток через вольтметр практически не течет, а сопротивление амперметра пренебрежимо мало.
2. Сила тока в цепи определяется законом Ома для замкнутой (полной)
цепи:В соответствии с законом Ома для участка цепи напряжение, измеряемое
вольтметром : U = I ( R1 + R2 ) = ε − Ir .
3. При перемещении движка реостата вправо его сопротивление
уменьшается, что приводит к уменьшению полного сопротивления цепи.
Сила тока в цепи при этом растет, а напряжение на батарее уменьшается.
С1_2. Около небольшой металлической пластины, укрепленной на изолирующей подставке, подвесили на шелковой нити легкую металлическую незаряженную гильзу. Когда пластину подсоединили к клемме высоковольтного
выпрямителя, подав на нее положительный заряд, гильза пришла в движение. Опишите движение гильзы и объясните его.
Под действием электрического поля пластины изменится распределение электронов в гильзе и произойдет ее электризация: та ее сторона, которая ближе к пластине, будет иметь отрицательный заряд, а противоположная сторона — положительный. Поскольку сила взаимодействия заряженных тел уменьшается с ростом расстояния между ними, притяжение к пластине левой стороны гильзы
будет больше отталкивания правой стороны гильзы, и гильза будет
двигаться к пластине, пока не коснется ее. В момент касания часть электронов перейдет с гильзы на положительно заряженную пластину, гильза приобретет положительный заряд и оттолкнется от одноименно заряженной пластины. Гильза
отклонится вправо и зависнет в положении, когда равнодействующая всех
В схеме, показанной на рисунке, сопротивления резисторов одинаковы.
Как изменится напряжение между обкладками конденсатора в результате
замыкания ключа К? Внутреннее сопротивление источника равно нулю.
Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы
использовали для объяснения.
1) Ответ: напряжение на обкладках конденсатора уменьшится вдвое.
2) В случае разомкнутого ключа напряжение на обкладках конденсатора
равно ε, так как внутреннее сопротивление источника тока равно 0.
3) Резисторы в цепи включены последовательно. Поэтому при замкнутом
ключе напряжение на обкладках конденсатора равно напряжению на
параллельно подключенном резисторе, которое, в свою очередь, по закону
С1_4 .На трех параллельных металлических пластинах
большой площади располагаются заряды, указанные
на рисунке. Какой заряд находится на левой плоскости первой пластины?
Суммарное электрическое поле внутри первой пластины должно быть
равно нулю , иначе в ней будет течь ток. Значит, поле зарядов,
расположенных левее этого массива, должно компенсироваться полем
зарядов, расположенных справа от него.
Поэтому, во-первых, суммарный заряд всех трех пластин должен быть
распределен так, что суммарный «левый» заряд равен (по величине и по
знаку) суммарному «правому» заряду.
Во-вторых, суммарный заряд всех трех пластин равен нулю:
q -3 q + 2 q = 0 . Значит, слева от проводящего массива первой пластины
(как и справа от него) должен располагаться суммарный нулевой заряд.
Это достигается в том случае, когда на левой поверхности первой
пластины находится заряд 0.
Решение задач части С2(25). 12 февраля 2015.
С2_1 .Тело, свободно падающее с высоты 7,8 м, первый участок пути от начала движения проходит за время τ, а такой же участок в конце – за время 0,5τ.
С2_2. Маленький шарик падает сверху на наклонную плоскость и упруго
отражается от неё. Найдите скорость шарика в момент его следующего
удара о плоскость. Угол наклона плоскости к горизонту равен 30°.
Скорость шарика в момент первого удара направлена вертикально вниз и
С2_3 . На границе раздела керосина и ртути плавает однородный сплошной цилиндр (см. рисунок). Доля объема цилиндра, которая находится выше границы раздела жидкостей, α = 0,367. Какова плотность цилиндра ρ?
ρ1 – плотность керосина,
ρ2 – плотность ртути.
где V – объем цилиндра, V1 и V2 – соответственно объемы верхней и
нижней частей цилиндра, причем V1 + V2 = V.
Поскольку α = V1/V , тогда находим плотность цилиндра:
Ответ: ρ ≈ 8900 кг/м3.
№ 29
Решение задач части С3(30). 12 февраля 2015.
С3_1. В горизонтально расположенной трубке постоянного сечения, запаянной с одного конца, помещен столбик ртути длиной 15 см, который отделяет воздух в трубке от атмосферы. Трубку расположили вертикально запаянным концом вниз и нагрели на 60 К. При этом объем, занимаемый воздухом, не изменился. Давление атмосферы в лаборатории –750 мм рт.ст. Какова температура воздуха в лаборатории?
Рис 1. Рис 2
В начальный момент времени давление воздуха в правой (закрытой части трубки равно атмосферному). Когда трубку перевернули – давление воздуха (он теперь внизу трубки) равно атмосферному давлению + давление столбика ртути : p = p0 + h , где
p0 = 750 мм рт.ст, h = 150 мм рт. ст.
Поскольку нагревание воздуха в трубке происходит до температуры T = T0 + ΔT = T0 + 60 и первоначального объема, то по уравнению Клапейрона -Менделеева: p0 V = ν RT (p0 + h ) V = ν R ( T + 60)
С3_2. В калориметре находился лед при температуре − 5°С. Какой была масс льда, если после добавления в калориметр 15 г воды, имеющей температуру 20°С, и установления теплового равновесия температура содержимого калориметра оказалась равной − 2°С? Теплообменом с окружающей средой и теплоемкостью калориметра пренебречь .
Количество теплоты, необходимое для нагревания льда, находящегося в калориметре, до температуры t: Q = c1m1(t − t1).
Количество теплоты, отдаваемое водой при охлаждении ее до 0 °С:
Q1 = c2m2 (t2 − 0).Количество теплоты, выделяющейся при отвердевании воды при 0 °С: Q2 = λm2.
Количество теплоты, выделяющейся при охлаждении льда, полученного из
Уравнение теплового баланса: Q = Q1 +Q2 +Q3 .
Воздушный шар, оболочка которого имеет массу M = 145 кг, наполняется горячим воздухом, нагретым до температуры t = 265 °С. Определите минимальный объем шара, при котором он начнет подниматься, если
температура окружающего воздуха t0 = 0 °С и давление 10 5 Па? Оболочка шара нерастяжима и имеет в нижней части небольшое отверстие.
Условие, соответствующее подъему шара FАрх ≥ Mg + mg ,
где М – масса оболочки, m – масса воздуха внутри оболочки, или
ρ0gV ≥ Mg + ρgV ⇒ ρ0V ≥ M + ρV ,
где ρ0 – плотность окружающего воздуха, ρ – плотность воздуха внутри
оболочки, V – объем шара.
Для воздуха внутри шара: 
Одноатомный идеальный газ неизменной массы совершает циклический
процесс, показанный на рисунке. Газ отдает за цикл холодильнику
количество теплоты |Qх| = 8 кДж. Чему равна работа газа за цикл?
За цикл количество теплоты, отданное холодильнику:
Отсюда Ац = (2/21) |Qх| ≈ 760 Дж. Ответ: Ац ≈ 760 Дж.
Решение задач части С4 .
C 4_1 .По прямому горизонтальному проводнику длиной L = 1 м с площадью поперечного сечения 1,25*10 –5 м 2 , подвешенному с помощью двух одинаковых невесомых пружинок жесткостью 100 Н/м, течет электрический ток I = 10 А. При включении вертикального магнитного поля с индукцией B = 0,1 Тл проводник отклонился от исходного положения так, что оси пружинок составляют с вертикалью угол α (см. рисунок). Абсолютное удлинение каждой из пружинок при этом составляет 7·10 –3 м. Определите плотность материала ρ провода.
Положительно заряженная пылинка, имеющая массу 10–8 г, влетает в
электрическое поле конденсатора в точке, находящейся посередине между его пластинами (см. рисунок). Минимальная скорость, с которой пылинка должна влететь в конденсатор, чтобы затем пролететь его насквозь, равна 30 м/с. Длина пластин конденсатора 10 см, расстояние между пластинами
1 см, напряженность электрического поля внутри конденсатора 500 кВ/м. Чему равен заряд частицы? Силой тяжести пренебречь. Система находится в вакууме.
В электрической цепи, показанной на рисунке, ЭДС источника тока равна 4,5 В; емкость конденсатора 2 мФ; индуктивность катушки
20 мГн и сопротивление лампы 5 Ом. В начальный момент времени ключ К замкнут. Какая энергия выделится в лампе после размыкания ключа? Внутренним сопротивлением источника тока пренебречь. Сопротивлением катушки и проводов пренебречь.
Пока ключ замкнут, через катушку L течет ток I,
конденсатор заряжен до напряжения: U = ε. Энергия электромагнитного поля в катушке L:
Энергия электромагнитного поля в конденсатореПосле размыкания ключа вся энергия, запасенная в конденсаторе и
катушке, выделится в лампе:
С4_4 .Конденсатор емкостью 2 мкФ присоединен к источнику постоянного тока с ЭДС 3,6 В и внутренним сопротивлением 1 Ом. Сопротивления резисторов R1 = 4 Ом, R2 = 7 Ом, R3 = 3 Ом. Каков заряд на левой обкладке конденсатора?
Электрическая цепь состоит из источника тока и реостата. Внутреннее
сопротивление источника r = 2 Ом. Сопротивление реостата можно
изменять в пределах от 1 Ом до 5 Ом. Максимальная мощность тока Рmax, выделяемая на реостате, равна 4,5 Вт. Чему равна ЭДС источника?
Мощность, выделяемая в цепи, Р = IU = I ( ℰ – Ir ).
Корни уравнения I( ℰ – Ir) = 0: I1 = 0,I2 = ℰ /r.
Поэтому максимум функции P(I) достигается при I = ℰ /(2r) и равен
Pmax = ℰ 2 /(4r) =4,5 (Вт). Поэтому ℰ 2 =4r Pmax, откуда ℰ =6В.
ЭДС= U конд + U резисторе U резисторе = IR
Решение задач С5 13 марта 2014.
C 5_1 .В идеальном колебательном контуре амплитуда колебаний силы тока в катушке индуктивности Im = 5 мА, а амплитуда напряжения на конденсаторе U = 2,0 В. В момент времени t напряжение на конденсаторе равно 1,2 В. Найдите силу тока в катушке в этот момент.
С5_2 .Плоская горизонтальная фигура площадью 0,1 м 2 , ограниченная
проводящим контуром, с сопротивлением 5 Ом, находится в однородном
магнитном поле. Пока проекция магнитной индукции на вертикальную ось О z медленно и равномерно убывает от некоторого начального значения B 1 z до конечного значения B 2 z = – 0,1 Тл, по контуру протекает заряд
0,008 Кл . Найдите B 1 z , если ось Oz перпендикулярна плоскости фигуры.
С5_3. 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. В момент, когда брусок пройдет по
наклонной плоскости расстояние l, величина ЭДС индукции на концах
бруска ε = 0,17 В. Найдите l.
Электроны, вылетевшие в положительном направлении оси OX под действием света с катода фотоэлемента, попадают в электрическое и магнитное поля (см. рисунок). Какой должна быть частота падающего света
ν, чтобы в момент попадания самых быстрых электронов в область полей действующая на них сила была направлена против оси OY? Работа выхода для вещества катода 2,39 эВ, напряжённость электрического поля 3 · 10 2 В/м, индукция магнитного поля 10 −3 Тл.
С5_6. Небольшой груз, подвешенный на длинной нити, совершает гармонические колебания с амплитудой 0,1 м. При помощи собирающей линзы с фокусным расстоянием 0,2 м изображение колеблющегося груза проецируется на экран, расположенный на расстоянии 0,5 м от линзы. Главная оптическая ось линзы перпендикулярна плоскости колебаний маятника и плоскости экрана. Максимальная скорость изображения груза на экране равна 0,3 м/с. Какова длина нити подвеса?
С5_8 . Плоская катушка диаметром 6 см, состоящая из 120 витков, находится в однородном магнитном поле, индукция которого 6 ⋅ 10–2 Тл. Катушка поворачивается вокруг оси, перпендикулярной линиям индукции, на угол
180 ° за 0,2 с. Плоскость катушки до и после поворота перпендикулярна
линиям индукции поля. Чему равно среднее значение ЭДС индукции,
возникающей в катушке?
Решение задач С6 13 марта 2014.
C 6_1 .Образец, содержащий радий, за 1 с испускает 3,7 ⋅ 10 10 α-частиц, обладающих импульсом 1,0 ⋅ 10 –19 кг ⋅ м/с . За какое время выделится энергия
100 Дж ? Масса α-частиц равна 6,7 ⋅ 10 –27 кг. Энергией отдачи ядер,
γ-излучением и релятивистскими эффектами пренебречь.
С6_2 . Препарат активностью 1,7 ⋅ 10 11 частиц в секунду помещен в медный контейнер массой 0,5 кг. За 30 мин температура контейнера повышается на 1,3 К. Найдите энергию α-частицы, считая, что энергия всех α-частицполностью переходит во внутреннюю энергию. Теплоемкостью препаратаи теплообменом с окружающей средой пренебречь.
За время Δt в препарате выделяется количество теплоты Q = A ⋅ ε ⋅ Δt, где
А – активность препарата, ε – энергия α-частицы, Δt – время.
Изменение температуры контейнера определяется равенством
Q = с ⋅ m ⋅ ΔT, где с – удельная теплоемкость меди, m – масса контейнера, ΔТ
– изменение температуры контейнера.
Выделившееся количество теплоты идет на нагревание контейнера.
Уровни энергии электрона в атоме водорода задаются формулой
, где n = 1, 2, 3, … . При переходе атома из состояния Е2 в
состояние Е1 атом испускает фотон. Попав на поверхность фотокатода,
фотон выбивает фотоэлектрон. Длина волны света, соответствующая
красной границе фотоэффекта для материала поверхности фотокатода,
λкр = 300 нм. Чему максимальная возможная скорость фотоэлектронов?
На рисунке представлены энергетические уровни
электронной оболочки атома и указаны частоты
фотонов, излучаемых и поглощаемых при
переходах между этими уровнями. Какова
частота ν24, если ν13 = 7·10 14 Гц, ν32 = 3·10 14 Гц, а
при переходе с уровня Е4 на уровень Е1
излучаются фотоны длиной волны λ = 360 нм?
С6_5 . Пациенту ввели внутривенно V0 = 1 см 3 раствора, содержащего изотоп 24 11Na, общей активностью а0 = 2000 распадов в секунду. Период
полураспада изотопа равен 15,3 ч. Какова активность такой же по
объему пробы крови пациента через t = 3 ч 50 мин, если общий объем его
Активность всего объема крови пациента по прошествии времени t равна
a ( t ) = a 0 2 - t/T
Тип 12 № 9088Если к незаряженному металлическому шару поднести, не касаясь, точечный положительный заряд, то на стороне шара, ближайшей к заряду, появится отрицательный заряд. Как называется это явление (электризация, электростатическая индукция, электромагнитная индукция, поляризация)? Ответ запишите словами.
Явление наведения собственного электростатического поля при действии на тело внешнего электрического поля называется электростатической индукцией.
Ответ: электростатическая индукция.
Тип 24 № 7159Около небольшой металлической пластины, укрепленной на изолирующей подставке, подвесили на шёлковой нити лёгкую металлическую незаряженную гильзу. Когда пластину подсоединили к клемме высоковольтного выпрямителя, подав на неё отрицательный заряд, гильза пришла в движение. Опишите движение гильзы и объясните его.
Под действием электрического поля пластины изменится распределение электронов в гильзе и произойдёт её электризация: та её сторона, которая ближе к пластине, будет иметь положительный заряд, а противоположная сторона — отрицательный.
Поскольку силы взаимодействия заряженных тел уменьшаются с ростом расстояния между ними, притяжение к пластине левой стороны гильзы будет сильнее отталкивания правой стороны гильзы, и гильза будет двигаться к пластине, пока не коснется её.
В момент касания часть электронов перейдет с отрицательно заряженной пластины на гильзу, гильза приобретет отрицательный заряд и оттолкнется от одноименно заряженной пластины. Гильза отклонится вправо и зависнет в положении, в котором равнодействующая всех сил равна нулю.
Тип 12 № 9119Если к незаряженному диэлектрическому шару поднести, не касаясь, точечный положительный заряд, то на стороне шара, ближайшей к заряду, появится отрицательный заряд. Как называется это явление (электризация, электростатическая индукция, электромагнитная индукция, поляризация)? Ответ запишите словами.
Явление наведения собственного электростатического поля при действии на диэлектрик внешнего электрического поля называется поляризация.
Тип 24 № 3067Около небольшой металлической пластины, укрепленной на изолирующей подставке, подвесили на длинной шелковой нити легкую металлическую незаряженную гильзу. Когда пластину подсоединили к клемме высоковольтного выпрямителя, подав на нее положительный заряд, гильза пришла в движение. Опишите движение гильзы и объясните его, указав, какими физическими явлениями и закономерностями оно вызвано.
1) Гильза притянется к пластине, коснется ее, а потом отскочит и зависнет в отклоненном состоянии.
2) Под действием электрического поля пластины изменится распределение электронов в гильзе и произойдет ее электризация: та ее сторона, которая бли- же к пластине (левая), будет иметь отрицательный заряд, а противоположная сторона (правая) — положительный. Поскольку сила взаимодействия заряжен- ных тел уменьшается с ростом расстояния между ними, притяжение к пласти- не левой стороны гильзы будет больше отталкивания правой стороны гильзы. Гильза будет притягиваться к пластине и двигаться, пока не коснется ее.
3) В момент касания часть электронов перейдет с гильзы на положительно заряженную пластину, гильза приобретет положительный заряд и оттолкнется от теперь уже одноименно заряженной пластины.
4) Под действием силы отталкивания гильза отклонится вправо и зависнет в положении, когда равнодействующая силы электростатического отталкивания, силы тяжести и силы натяжения нити станет равна нулю.
Задания Д21 № 3112Установите соответствие между определением физического явления и названием явления, к которому оно относится.
А) Совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности или в объеме тел.
Б) Явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний при совпадении частоты внешнего переменного напряжения с собственной частотой колебательного контура.
Совокупность явлений, связанных с возникновением, сохранением и релаксацией свободного электрического заряда на поверхности или в объеме тел называется электризацией тел (А — 4). Явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний при совпадении частоты внешнего переменного напряжения с собственной частотой колебательного контура имеет название резонанс (Б — 3).
Тип 24 № 9252Два незаряженных электрометра соединили проводящим металлическим стержнем с изолирующей ручкой. Затем к первому поднесли отрицательно заряженную палочку, не касаясь шара. После этого сначала убрали стержень, соединяющий электрометры, а только потом убрали заряженную палочку. Объясните наблюдаемые явления и определите знак заряда на электрометрах после того, как убрали стержень и палочку.
При поднесении наэлектризованной отрицательным зарядом палочки к шару электрометра, в силу явления электростатической индукции произойдет перераспределение зарядов. При этом ближний к палочке электрометр будет иметь нескомпенсированный положительный заряд, а другой электрометр зарядится отрицательно. Такое распределение зарядов сохранится после удаления соединяющего стержня и, в конце концов, после удаления заряженной палочки электрометры будут иметь ненулевые заряды: ближний к палочке будет заряжен положительно, дальний — отрицательно.
Тип 15 № 8177Два незаряженных стеклянных кубика 1 и 2 сблизили вплотную и поместили в электрическое поле, напряженность которого направлена горизонтально вправо, как показано в верхней части рисунка. Затем кубики раздвинули и уже потом убрали электрическое поле (нижняя часть рисунка). Выберите из предложенного перечня все утверждения, которые соответствуют результатам проведенных экспериментальных исследований, и укажите их номера.
1) После того, как кубики раздвинули, заряд первого кубика оказался отрицателен, заряд второго — положителен.
2) После помещения в электрическое поле электроны из первого кубика стали переходить во второй.
3) После того, как кубики раздвинули, заряды обоих кубиков остались равными нулю.
4) До разделения кубиков в электрическом поле левая поверхность 1-го кубика была заряжена отрицательно.
5) До разделения кубиков в электрическом поле правая поверхность 2-го кубика была заряжена отрицательно.
Стекло относится к диэлектрикам, в которых возникающая во внешнем электрическом поле поляризация вызывается в основном ориентацией полярных молекул или появлением наведённой поляризации у неполярных молекул, а не за счёт перемещения подвижных зарядов (электронов).
Поэтому до разделения кубиков в электрическом поле левая поверхность 1-го кубика была заряжена отрицательно, а после того, как кубики раздвинули, заряды обоих кубиков остались равными нулю.
Тип 15 № 8181Два незаряженных стеклянных кубика 1 и 2 сблизили вплотную и поместили в электрическое поле, напряженность которого направлена горизонтально влево, как показано в верхней части рисунка. Затем кубики раздвинули (нижняя часть рисунка). Выберите из предложенного перечня все утверждения, которые соответствуют результатам проведенных экспериментальных исследований, и укажите их номера.
1) После того как кубики раздвинули, заряд первого кубика оказался положителен, заряд второго — отрицателен.
3) После того как кубики раздвинули, заряды обоих кубиков остались равными нулю.
5) После того как кубики раздвинули, правые поверхности обоих кубиков оказались заряжены отрицательно.
Поэтому после того, как кубики раздвинули, (полные) заряды обоих кубиков остались равными нулю, а правые поверхности обоих кубиков оказались заряжены отрицательно.
Объясните, пожалуйста, почему правые поверхности заряжены отрицательно?
Кубики после разделения по-прежнему находятся с электрическом поле.
Задания Д21 № 3117Установите соответствие между определением физической величины и названием величины, к которому оно относится.
А) Величина, определяющая интенсивность электромагнитного взаимодействия частиц (тел) с другими частицами (телами).
Б) Величина, определяющая скорость радиоактивного распада.
1) Энергия связи
2) Электрический заряд
3) Коэффициент размножения нейтронов
4) Период полураспада
Величиной, определяющая интен¬сивность электромагнитного взаимодействия частиц (тел) с другими частицами (телами) является электрический заряд (А — 2). Чем больше электрический заряд тем, тем сильнее на него действует электрическое поле. Согласно закону радиоактивного распада, скорость радиоактивного распада определяется величиной периода полураспада (Б — 4).
Тип 24 № 7641Во время грозы было видно, как между облаками и землёй проскочила длинная молния, а затем, через некоторое время, был слышен удар грома и его раскаты, продолжающиеся в течение довольно длительного времени после молнии. Объясните описанные выше явления, наблюдаемые во время грозы.
1. Во время грозы из-за электризации трением ледяных кристаллов в восходящих потоках воздуха в грозовых облаках возникают большие заряды и огромные разности потенциалов между облаками и землёй, вызывающие искровые пробои воздушных промежутков, то есть молнии.
2. В молнии происходит нагрев и быстрое расширение воздуха, что приводит к образованию звуковых волн, распространяющихся во все стороны от искровых каналов.
3. Свет от молнии распространяется в сотни тысяч раз быстрее звука, поэтому вначале мы видим вспышку света, а спустя некоторое время слышим звук — громовые раскаты.
4. Гром вначале доходит до нас от ближайшей части молнии, а затем — от более удалённых, поэтому после молнии и первого слышимого удара грома довольно долго слышны раскаты.
Тип 12 № 27948Два маленьких одинаковых металлических шарика, имеющие заряды 4 мкКл и 6 мкКл, взаимодействуют в вакууме с силой 0,24 Н. Какой будет сила взаимодействия между этими шариками, если их привести в соприкосновение, а потом разнести на прежнее расстояние друг от друга?
Ответ запишите в Ньютонах.
По закону сохранения заряда при соприкосновении Учитывая, что шарики одинаковые, Тогда у шариков после соприкосновения будет заряд По закону Кулона сила взаимодействия до соприкосновения а после соприкосновения
Тогда сила будет равна
Тип 12 № 27982Два маленьких одинаковых металлических шарика, имеющие заряды 2 мкКл и 8 мкКл, взаимодействуют в вакууме с силой 0,16 Н. Какой будет сила взаимодействия между этими шариками, если их привести в соприкосновение, а потом разнести на прежнее расстояние друг от друга?
Тип 24 № 6067Если потереть шерстью эбонитовую палочку, то она электризуется, приобретая отрицательный заряд, и стрелка электрометра при поднесении палки к его шару отклоняется, а при удалении палки — возвращается к неотклонённому состоянию. Если же в момент поднесения наэлектризованной палки к электрометру коснуться рукой его металлического корпуса и сразу же убрать руку, то после удаления палки отклонение стрелки сохраняется, хотя и меньшее по величине.
Объясните, основываясь на известных физических законах и закономерностях, почему это происходит.
Электрометр (см. рис.) представляет собой металлический цилиндрический корпус, передняя и задняя стенки которого стеклянные. Корпус закреплён на изолирующей подставке. Через изолирующую втулку внутрь корпуса сверху входит металлическая трубка, заканчивающаяся внизу стержнем с установленной на нём легкоподвижной стрелкой, отклонение которой определяется величиной заряда. Стрелка может вращаться вокруг горизонтальной оси. Внутри корпуса установлена шкала электрометра, по которой определяется отклонение стрелки. Снаружи корпуса, наверху трубки прикрепляется металлический шар или тарелка, к которой подносят заряженные тела.
1) При поднесении наэлектризованной отрицательным зарядом эбонитовой палки к шару электрометра, в силу явления электростатической индукции и закона сохранения заряда в изолированной системе тел, шар и стрелка электрометра заряжаются разноимёнными и равными по величине зарядами (шар — «+», стрелка — «–»). При этом часть металлического корпуса электрометра вблизи шкалы заряжается положительным зарядом в силу того же явления электростатической индукции, а остальная часть — равным ему по величине в силу закона сохранения заряда в изолированной системе тел отрицательным зарядом.
2) Стрелка электрометра отклоняется, так как одноимённые заряды на стрелке и на стержне отталкиваются, а разноимённые заряды на стрелке и на корпусе электрометра притягиваются, согласно закону взаимодействия зарядов.
3) При удалении наэлектризованной палки от электрометра одинаковые индуцированные заряды разных знаков на его шаре и на стрелке, а также меньшие по величине заряды на корпусе электрометра вблизи его шкалы и вдали от стрелки компенсируются, и отклонение стрелки прекращается.
4) Если коснуться корпуса электрометра рукой после поднесения к нему наэлектризованной палки и сразу убрать руку, то часть индуцированных на корпусе зарядов (отрицательных) стечёт на прикоснувшегося к нему
человека, и на корпусе электрометра останется нескомпенсированный положительный заряд.
5) В силу явления электростатической индукции после удаления палки этот положительный нескомпенсированный заряд на корпусе электрометра вызовет появление отрицательного заряда на стрелке электрометра, расположенной вблизи шкалы, и положительного — на шаре электрометра, что и приведёт к отклонению стрелки, хотя и меньшему, чем при поднесении заряженной эбонитовой палки к электрометру.
Читайте также: