Dalam mempelajari fisika, siswa menemukan berbagai fenomena alam, dengan kualitas dan deskripsi kuantitatif. Karena keragaman fenomena yang dipelajari, banyak dari mereka mengalami kesulitan dalam memecahkan masalah. Namun, hukum yang sama, metode pemecahan masalah dapat digunakan dalam bab-bab fisika yang berbeda.Memahami hal ini memungkinkan siswa untuk memecahkan masalah lebih berhasil dan karena itu meningkatkan kualitas pengetahuan mereka.
Objektif: menunjukkan penerapan metode analogi dalam penyelesaian tugas fisik.
Tugas dari pekerjaan ini: integrasi pengetahuan fisik, implementasi komunikasi intrasubjek dari berbagai bagian fisika.
Mempertimbangkan aplikasi teorema energi kinetik dalam berbagai bab dari kursus fisika:
- Dalam mekanik.
1. Kereta listrik memiliki kecepatan 8 m/s pada saat arus dimatikan. tentukan jarak pengereman pada koefisien drag 0,005.
Jarak berhenti dapat ditemukan dengan menerapkan teorema energi kinetik. Kerja resultan semua gaya menyebabkan perubahan energi kinetik benda(dalam masalah ini menjadi nol). Kekuatan bekerja
gravitasi dan reaksi pendukung sama dengan nol, karena gaya dan perpindahan yang diberikan diarahkan tegak lurus satu sama lain. Usaha dilakukan oleh gaya gesekan saja Ffr = N.
A tr \u003d F tr S cos \u003d m v 2 / 2 - m v 0 2 / 2 (1)
atau - μ N S = - m v 0 2 / 2, di mana N adalah gaya reaksi tumpuan, ditentukan berdasarkan hukum kedua Newton, dalam kondisi ini sama dengan gaya gravitasi N = m g. Jadi
m g S = m v 0 2 / 2, dari mana g S = v 0 2 / 2.
S \u003d v 0 2 / 2 g.
- Dalam elektrostatika
2. Sebuah proton terbang keluar dari suatu titik yang potensialnya 475 V dengan kecepatan 190 m/s. Berapakah kecepatannya pada titik dengan potensial 450 V?
Pekerjaan memindahkan proton dari titik dengan lebih banyak potensi tinggi ke titik dengan potensi yang lebih rendah yang memaksa membuat Medan listrik dapat ditemukan menggunakan teorema energi kinetik.
Sebuah ep. \u003d mυ 2 2 / 2 - m 1 2 / 2,
q (φ 1 - 2) \u003d m 2 2 / 2 - m 1 2 / 2,
di mana 
- Dalam magnetisme
3. Sebuah proton yang melewati beda potensial yang dipercepat sebesar 600 V terbang ke dalam medan magnet seragam dengan induksi 0,3 T dan mulai bergerak melingkar. Hitung radiusnya.
m p = 1.6. 10 - 27kg,
q = 1.6. 10 -19 C
4. Dua elektron yang awalnya diam dipercepat dalam medan listrik: yang pertama di medan dengan beda potensial U, yang kedua - 2 U. Elektron yang dipercepat jatuh ke medan listrik yang seragam, vektor induksi yang tegak lurus terhadap kecepatan dari elektron. Perbandingan jari-jari kelengkungan lintasan elektron pertama dan kedua dalam medan magnet adalah
1) 2
2) 1 / 2
3)
4)
Dalam soal ini, jawaban yang benar adalah 3.
5. Sebuah elektron dipercepat oleh beda potensial 300 V bergerak sejajar dengan penghantar lurus pada jarak 4 mm darinya.
Berapa gaya yang akan bekerja pada elektron jika arus 5 A dilewatkan melalui konduktor?
Ketika arus dilewatkan, gaya Lorentz bekerja pada elektron F = e B v (1)
Karena elektron sebelumnya dipercepat dalam medan listrik, kita menemukan kecepatannya sebelum memasuki medan magnet dengan menerapkan teorema energi kinetik (2)
Induksi Medan gaya dibentuk oleh langsung konduktor panjang dengan arus sama dengan (3), di mana H / m adalah konstanta magnetik.
Mengganti ekspresi (2) dan (3) menjadi (1), kita memperoleh 
- efek fotolistrik eksternal.
6. Tentukan nilai potensial perlambatan fotoelektron yang dipancarkan ketika kalium disinari dengan cahaya yang panjang gelombangnya sama dengan, 
J
Kami menerapkan persamaan Einstein untuk efek fotolistrik eksternal: h = A out + m v 2 / 2;
untuk menunda elektron yang dipancarkan, perlu diterapkan medan listrik tunda . Kami menerapkan teorema energi kinetik.
- dalam fisika nuklir.
7. Berapa kecepatan inti litium ketika dipercepat dalam medan listrik dengan beda potensial 3V? Kecepatan awal partikel diasumsikan 0 m/s. (Anda dapat memecahkan masalah ini sendiri).
Putuskan sendiri.
Dengan demikian, area penerapan teorema energi kinetik dalam berbagai bab fisika telah dipertimbangkan. Generalisasi dan penataan tugas seperti itu sangat membantu dalam mempersiapkan siswa untuk ujian negara terpadu.
literatur
- Babaev, V.S. Elektrostatika. Arus listrik konstan. Fisika molekul. Magnetisme, Kumpulan masalah multi-level dalam fisika. - St. Petersburg: SAGA, ABC Classics, 2005. - 80 hal.
- Labkovsky, V.B. 220 masalah dalam fisika dengan solusi: buku. untuk siswa di kelas 10-11 pendidikan umum institusi / V.B. Labkovsky. - M. : Pencerahan, 2006. -256 hal. :Saya akan. - (Masalah).
- Myasnikov, S.P., Osanova, T.N. Manual tentang fisika: buku teks. tunjangan untuk departemen persiapan universitas. – Edisi ke-4, direvisi. dan tambahan - M.: Lebih tinggi. sekolah, 1981. - 391 hal., sakit.
- Veretelnik, V.I., Sivov, Yu.A., Khoruzhy, V.D. Bank masalah dalam fisika untuk pelamar ke TPU. Tomsk: ed. TPU, 2002 - 207 hal.
- Gomonova, A.I., Pletyushkin, V.A., Pogozhev V.A. Masalah dalam fisika. Sebuah panduan untuk siswa di kelas 9-11. - M .: Ujian (Seri "Ujian"), 1998. - 192 hal.
- Panov, N.A., Shabunin, S.A., Tikhonin, F.F. Lajang ujian negara. Fisika. Khas tugas tes: Panduan pendidikan dan praktis/ DI. Panov, S.A. Shabunin, F.F. Tikhonin. - M .: Penerbitan "Ujian", 2003. - 56 hal.
- Orlov, V.A., Nikiforov, G.G., Khannanov, N.K. Materi pendidikan dan pelatihan untuk mempersiapkan ujian negara bersatu. Fisika / Orlov V.A., Nikiforov G.G., Khannanov N.K. - M.: Intellect-Centre, 2005 -248 hal.
Ujian Negara Bersatu dalam Fisika, 2008
versi demo
Bagian A
A1. Gambar menunjukkan jadwal bus dari titik A ke titik B dan kembali. Titik A berada di titik x= 0, dan titik B - di titik x= 30km Apa yang sama dengan kecepatan maksimum bus sepanjang jalan ke sana dan kembali?
| 1) | 40 km/jam |
| 2) | 50 km/jam |
| 3) | 60 km/jam |
| 4) | 75 km/jam |
Keputusan. Dapat dilihat dari grafik bahwa bus bergerak dari titik A ke titik B dengan kecepatan konstan, dan dari titik B ke titik A - dengan kecepatan konstan. Kecepatan maksimum bus adalah 60 km/jam.
Jawaban yang benar: 3.
A2. Es yang terapung dalam gelas air tawar dipindahkan ke segelas air garam. Dalam hal ini, gaya Archimedean yang bekerja pada es
Keputusan. Untuk benda terapung, gaya Archimedean yang bekerja padanya sama dengan gaya gravitasi. Karena gravitasi gumpalan es yang terapung tidak berubah, gaya Archimedean juga tidak berubah.
Jawaban yang benar: 4.
A3. Gambar tersebut menunjukkan gambar kondisional Bumi dan Bulan, serta vektor gaya tarik Bulan oleh Bumi. Diketahui bahwa massa Bumi sekitar 81 kali lebih banyak massa Bulan. Panah mana (1 atau 2) yang diarahkan dan berapa modulus gaya yang bekerja di Bumi dari sisi Bulan?
Keputusan. Menurut hukum III Newton, gaya aksi sama besar dan berlawanan dengan gaya reaksi. Gaya yang bekerja di Bumi dari sisi Bulan diarahkan sepanjang 2 dan sama dengan .
Jawaban yang benar: 2.
A4. Tubuh bergerak secara seragam di sepanjang pesawat. Gaya tekanan benda pada bidang adalah 20 N, gaya gesekan adalah 5 N. Koefisien gesekan geser adalah
| 1) | 0,8 |
| 2) | 0,25 |
| 3) | 0,75 |
| 4) | 0,2 |
Keputusan. Koefisien gesekan menghubungkan gaya tekanan tubuh pada bidang dan gaya gesekan:
Jawaban yang benar: 2.
A5. Saat melakukan Pekerjaan laboratorium Siswa mengatur bidang miring pada sudut 60° ke permukaan meja. Panjang pesawat adalah 0,6 m. Berapa momen gravitasi sebuah batang bermassa 0,1 kg relatif terhadap titik HAI ketika melewati tengah bidang miring?
| 1) | 0,15 Nm |
| 2) | 0,30 Nm |
| 3) | 0,45 Nm |
| 4) | 0,60 Nm |
Keputusan. Sudut antara arah gravitasi bidang miring sama dengan 30°. Momen gravitasi adalah
Jawaban yang benar: 1.
A6. Bola dengan massa yang sama bergerak seperti yang ditunjukkan pada gambar dan bertabrakan benar-benar tidak elastis. Berapakah momentum bola setelah tumbukan?
Keputusan. Periode osilasi bandul matematika sama dengan
Pertambahan panjang bandul sebanyak 4 kali akan menambah periode sebesar 2 kali. Berat beban tidak mempengaruhi periode.
Jawaban yang benar: 1.
A8. Setelah dorongan, balok meluncur ke atas bidang miring. Dalam sistem referensi yang terkait dengan bidang, arah sumbu adalah 0 x ditunjukkan pada gambar kiri. Manakah dari gambar-gambar yang benar menunjukkan arah vektor kecepatan batang, percepatan dan gaya yang dihasilkan?
| 1) |
 | 2) |
 |
| 3) |
 | 4) |
 |
Keputusan. Saat balok meluncur ke atas, kecepatannya sejajar dengan sumbu 0 x. Menurut hukum kedua Newton, percepatan benda diarahkan ke gaya yang dihasilkan. Hanya gambar 1 yang cocok.
Jawaban yang benar: 1.
A9. Sebuah bola plastisin bermassa 0,1 kg memiliki kecepatan 1 m/s. Ini mengenai troli stasioner dengan massa 0,1 kg, terikat pada pegas, dan menempel pada troli (lihat gambar). Apa yang lengkap? energi mekanik sistem selama fluktuasi lebih lanjut? Abaikan gesekan.
| 1) | 0,1 J |
| 2) | 0,5 J |
| 3) | 0,05 J |
| 4) | 0,025 J |
Keputusan. Menurut hukum kekekalan momentum, kecepatan troli dengan bola plastisin lengket adalah
Jawaban yang benar: 4.
A10. Massa konstan gas ideal terlibat dalam proses yang ditunjukkan pada gambar. Tekanan gas tertinggi dalam proses tercapai
| 1) | di titik 1 |
| 2) | di titik 3 |
| 3) | di seluruh segmen 1-2 |
| 4) | di seluruh segmen 2-3 |
Keputusan. Mari kita menggambar garis isobar pada grafik yang melalui titik 1, 2 dan 3 (lihat Gambar.). Dalam koordinat T–V bagaimana lebih banyak sudut kemiringan garis isobar, lebih banyak tekanan. Jadi, tekanan gas tertinggi ada pada keadaan 1.
Jawaban yang benar: 1.
A11. Foto menunjukkan dua termometer yang digunakan untuk menentukan kelembaban relatif udara. Di bawah ini adalah tabel psychrometric di mana kelembaban ditunjukkan sebagai persentase.
| t kering ketentuan. | Perbedaan antara pembacaan termometer kering dan basah | ||||||||
| °C | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 15 | 100 | 90 | 80 | 71 | 61 | 52 | 44 | 36 | 27 |
| 16 | 100 | 90 | 81 | 71 | 62 | 54 | 45 | 37 | 30 |
| 17 | 100 | 90 | 81 | 72 | 64 | 55 | 47 | 39 | 32 |
| 18 | 100 | 91 | 82 | 73 | 64 | 56 | 48 | 41 | 34 |
| 19 | 100 | 91 | 82 | 74 | 65 | 58 | 50 | 43 | 35 |
| 20 | 100 | 91 | 83 | 74 | 66 | 59 | 51 | 44 | 37 |
| 21 | 100 | 91 | 83 | 75 | 67 | 60 | 52 | 46 | 39 |
| 22 | 100 | 92 | 83 | 76 | 68 | 61 | 54 | 47 | 40 |
| 23 | 100 | 92 | 84 | 76 | 69 | 61 | 55 | 48 | 42 |
| 24 | 100 | 92 | 84 | 77 | 69 | 62 | 56 | 49 | 43 |
| 25 | 100 | 92 | 84 | 77 | 70 | 63 | 57 | 50 | 44 |
Kelembaban relatif udara di ruangan tempat pemotretan dilakukan sama dengan
Keputusan. Menurut hukum Boyle - Mariotte at proses isotermal tekanan berbanding terbalik dengan volume. Jika volume diperbesar 4 kali, tekanan berkurang 4 kali.
Jawaban yang benar: 4.
A13. Gambar tersebut menunjukkan grafik ketergantungan suhu mutlak T massa air m dari waktu t dalam pelaksanaan pemindahan panas dengan daya konstan P.
Pada waktunya t= 0 air masuk keadaan gas. Manakah dari ekspresi berikut yang mendefinisikan kapasitas panas spesifik es menurut hasil percobaan ini?
| 1) | |
| 2) | |
| 3) | |
| 4) |
Keputusan. Pada grafik, bagian dari garis putus-putus sesuai dengan proses berikut (dari kiri ke kanan): pendinginan uap air, kondensasi uap menjadi air, pendinginan air, kristalisasi air menjadi es, pendinginan es. Kapasitas panas es dapat ditentukan dari bagian terakhir grafik sebagai rasio panas yang diambil dengan massa dan perubahan suhu es. Kalor yang diserap sama dengan hasil kali daya dan waktu. Hasilnya, kita mendapatkan:
Jawaban yang benar: 4.
A14. Sebuah gas ideal monoatomik dalam jumlah 4 mol menyerap sejumlah panas 2 kJ. Dalam hal ini, suhu gas naik sebesar 20 K. Usaha yang dilakukan oleh gas dalam proses ini sama dengan
| 1) | 0,5 kJ |
| 2) | 1,0 kJ |
| 3) | 1,5 kJ |
| 4) | 2,0 kJ |
Keputusan. Menurut hukum pertama termodinamika
Jawaban yang benar: 2.
A15. mesin panas memiliki efisiensi 25%. Daya rata-rata perpindahan panas ke lemari es selama operasinya adalah 3 kW. Berapa banyak panasnya? badan kerja mesin dari pemanas dalam 10 s?
| 1) | 0,4 J |
| 2) | 40 J |
| 3) | 400 J |
| 4) | 40 kJ |
Keputusan. Selama 10 s, mesin kalor melepaskan kalor ke lemari es. Panas yang diterima dari pemanas dan panas yang dilepaskan ke lemari es dihubungkan oleh hubungan:
Jawaban yang benar: 4.
A16. Bagaimana kekuatan interaksi elektrostatik dari dua muatan listrik ketika mereka dipindahkan dari ruang hampa ke lingkungan dengan permitivitas 81 jika jarak antara mereka tetap sama?
Keputusan. Kekuatan interaksi elektrostatik dua muatan listrik titik berbanding terbalik dengan konstanta dielektrik medium. Permitivitas ruang hampa sama dengan 1. Ketika muatan dipindahkan ke media dengan permitivitas 81, gaya interaksinya akan berkurang dengan faktor 81.
Jawaban yang benar: 2.
A17. Gambar tersebut menunjukkan lokasi dua muatan listrik titik tetap +2 q dan - q. Modul vektor kuat medan listrik dari muatan-muatan ini memiliki
Keputusan. Nyatakan jarak antara muatan 2 sebuah. Mari kita hitung modul vektor kuat medan listrik dari muatan-muatan ini di titik-titik A, B dan C:
,
,
.
Dapat dilihat bahwa nilai maksimum diperoleh pada titik B.
Jawaban yang benar: 2.
A18. Pada bagian rangkaian yang ditunjukkan pada gambar, hambatan masing-masing resistor adalah 2 ohm. Hambatan total bagian tersebut adalah
| 1) | 8 ohm |
| 2) | 6 ohm |
| 3) | 5 ohm |
| 4) | 4 ohm |
Keputusan. Hambatan dua buah resistor yang dirangkai paralel adalah
.
hambatan totalnya adalah .
Jawaban yang benar: 3.
A19. Gambar tersebut menunjukkan grafik ketergantungan arus dalam lampu pijar pada tegangan di terminalnya. Pada tegangan 30 V, daya arus pada lampu adalah
| 1) | 135 W |
| 2) | 67,5 W |
| 3) | 45 W |
| 4) | 20 W |
Keputusan. Grafik tersebut menunjukkan bahwa pada tegangan 30 V, kuat arusnya adalah 1,5 A. Daya arusnya adalah .
Jawaban yang benar: 3.
A20. Bandingkan induktansi dan dua kumparan jika, pada kekuatan arus yang sama, energi medan magnet yang diciptakan oleh arus pada kumparan pertama adalah 9 kali lebih besar dari energi medan magnet yang diciptakan oleh arus pada kumparan kedua.
| 1) | 9 kali lebih banyak dari |
| 2) | 9 kali lebih sedikit dari |
| 3) | 3 kali lebih banyak dari |
| 4) | 3 kali lebih sedikit dari |
Keputusan. Untuk kekuatan arus yang sama, energi medan magnet dalam kumparan berbanding lurus dengan induktansinya. Karena energi medan magnet kumparan pertama 9 kali lebih besar, maka induktansinya 9 kali lebih besar dari yang kedua.
Jawaban yang benar: 1.
A21. Di antara contoh gelombang elektromagnetik yang diberikan, panjang gelombang maksimum memiliki
Keputusan. Panjang gelombang maksimum di antara contoh-contoh yang diberikan adalah radiasi antena pemancar radio.
Jawaban yang benar: 4.
A22. Manakah dari gambar 1-4 yang berfungsi sebagai bayangan benda? AB pada lensa tipis dengan panjang fokus F?
| 1) | 1 |
| 2) | 2 |
| 3) | 3 |
| 4) | 4 |
Keputusan. Lensa konvergen menghasilkan bayangan nyata terbalik dari benda-benda yang jaraknya lebih besar dari jarak fokus.
Jawaban yang benar: 2.
A23. Dua elektron yang awalnya diam dipercepat dalam medan listrik: yang pertama dalam medan dengan beda potensial kamu, kedua - 2 kamu. Elektron yang dipercepat jatuh ke dalam medan magnet yang seragam, garis-garis induksinya tegak lurus terhadap kecepatan elektron. Perbandingan jari-jari kelengkungan lintasan elektron pertama dan kedua dalam medan magnet adalah
| 1) | |
| 2) | |
| 3) | |
| 4) |
Keputusan. Jari-jari kelengkungan lintasan berbanding lurus dengan momentum partikel. Momentum yang diperoleh, pada gilirannya, berbanding lurus dengan akar kuadrat dari perbedaan potensial. Karena beda potensial elektron pertama adalah 1/2 dari beda potensial elektron kedua, maka perbandingan jari-jari kelengkungan elektron pertama dan kedua adalah .
Jawaban yang benar: 3.
A24. Sinus sudut batas total refleksi internal di perbatasan kaca - udara adalah 8/13. Berapakah kecepatan cahaya dalam kaca?
| 1) |
 |
| 2) |
 |
| 3) |
 |
| 4) |
 |
Keputusan. Menunjukkan batas sudut refleksi internal total . Menurut hukum pembiasan
Jawaban yang benar: 3.
A25. Seorang ilmuwan memeriksa pola osilasi pendulum pegas di laboratorium di Bumi, dan ilmuwan lain di laboratorium di Bumi. pesawat luar angkasa terbang menjauh dari bintang dan planet dengan mesin mati. Jika bandulnya sama, maka di kedua laboratorium pola ini akan menjadi:
Keputusan. Menurut postulat teori relativitas khusus, semuanya fenomena fisik lanjutkan dengan cara yang sama di semua kerangka acuan inersia. Laboratorium di Bumi dan pesawat ruang angkasa dapat dipertimbangkan sistem inersia referensi. Polanya akan sama pada setiap kecepatan kapal.
Jawaban yang benar: 1.
A26. Gambar tersebut menunjukkan diagram empat atom. Titik hitam mewakili elektron. Apa diagram untuk atom?
| 1) |
 | 2) |
 | 3) |
 | 4) |
 |
Keputusan. Jumlah elektron dalam atom netral bertepatan dengan jumlah proton, yang ditulis di bagian bawah sebelum nama unsur. Ada 5 elektron dalam sebuah atom.
Jawaban yang benar: 3.
A27. Berapa bagiannya? jumlah yang besar atom radioaktif tetap tidak membusuk setelah selang waktu yang sama dengan dua waktu paruh?
| 1) | 25 % |
| 2) | 50 % |
| 3) | 75 % |
| 4) | 0 % |
Keputusan. Menurut hukum peluruhan radioaktif
Jawaban yang benar: 1.
A28. Sebagai hasil dari seri peluruhan radioaktif uranium diubah menjadi timbal. Berapa banyak peluruhan dan yang dia alami dalam kasus ini?
| 1) | 8α dan 6β |
| 2) | 6α dan 8β |
| 3) | 10α dan 5β |
| 4) | 5α dan 10β |
Keputusan. Selama peluruhan , massa inti berkurang 4 sma. e.m., dan selama peluruhan , massa tidak berubah. Dalam serangkaian peluruhan, massa inti berkurang 238 – 206 = 32 AU. e.m. Untuk penurunan massa seperti itu, diperlukan 8 peluruhan .
Jawaban yang benar: 1.
A29. Dalam percobaan tentang efek fotolistrik, mereka mengambil pelat logam dengan fungsi kerja 
dan mulai meneranginya dengan cahaya frekuensi. Kemudian frekuensi dikurangi dengan faktor 2, sementara secara bersamaan meningkat dengan faktor 1,5 jumlah foton yang datang pada pelat dalam 1 s. Akibatnya, jumlah fotoelektron yang meninggalkan pelat dalam 1 s
Keputusan. Dengan penurunan frekuensi cahaya datang dengan faktor 2, energi foton, sama dengan , menjadi kurang kerja KELUAR. Efek fotolistrik akan berhenti diamati, jumlah fotoelektron yang meninggalkan pelat akan menjadi sama dengan nol.
Jawaban yang benar: 2.
A30. Grafik tersebut menunjukkan hasil pengukuran panjang pegas di nilai yang berbeda massa beban tergeletak di cangkir timbangan pegas.
Dengan mempertimbangkan kesalahan pengukuran (, 
) kekakuan pegas k kira-kira sama dengan
| 1) | 7 N/m |
| 2) | 10 N/m |
| 3) | 20 N/m |
| 4) | 30 N/m |
Keputusan. Mari kita menggambar garis lurus melalui titik-titik grafik (lihat Gambar.).
Dapat dilihat bahwa tanpa adanya beban ( m= 0 d) panjang pegas adalah . Kekakuan pegas sama dengan rasio gaya yang bekerja pada pegas dengan jumlah deformasi:
Jawaban yang benar: 3.
Bagian B
DALAM 1. Sebuah kapasitor udara datar terputus dari sumber arus, dan kemudian jarak antara pelatnya ditingkatkan. Apa yang akan terjadi dalam kasus ini dengan muatan pada pelat kapasitor, kapasitansi listrik kapasitor dan tegangan pada pelatnya?
Untuk setiap posisi kolom pertama, pilih posisi kolom kedua yang sesuai dan tuliskan nomor yang dipilih dalam tabel di bawah huruf yang sesuai.
| TETAPI | B | PADA |
Pindahkan urutan angka yang dihasilkan ke lembar jawaban (tanpa spasi).
Keputusan. Menurut hukum kekekalan, muatan pada pelat kapasitor tidak akan berubah. Kapasitansi kapasitor berbanding terbalik dengan jarak antara pelat. Ketika jarak di antara mereka meningkat, kapasitas listrik berkurang. Tegangan, sama dengan rasio muatan ke kapasitas listrik, sebaliknya, akan meningkat.
Jawaban: 321.
DALAM 2. Sebuah beban dengan berat 2 kg, yang dipasang pada pegas dengan kekakuan 200 N/m, melakukan osilasi harmonik. Akselerasi maksimum beban sama dengan . Berapa kecepatan beban maksimum?
Keputusan. Percepatan beban maksimum pada maksimum kekuatan operasi, yang terjadi pada posisi ekstrim tegangan atau kompresi pegas. Pada saat ini, kecepatan beban adalah nol, dan energi total sama dengan energi potensial pegas terdeformasi:
.
Kecepatan maksimum beban pada saat melewati posisi setimbang. Pada saat ini, energi total sama dengan energi kinetik beban:
DALAM 3. Tabung berisi 20 kg nitrogen pada suhu 300 K dan tekanan . Berapakah volume balon tersebut? Bulatkan jawaban Anda ke bilangan bulat terdekat.
Keputusan. Dengan menggunakan persamaan Mendeleev-Clapeyron, kita peroleh:
JAM 4. konduktor lurus panjang aku\u003d 0,2 m, di mana arus mengalir Saya= 2 A, terletak di medan magnet seragam dengan induksi PADA= 0,6 T dan terletak tegak lurus terhadap vektor. Berapa modulus gaya yang bekerja pada konduktor dari medan magnet?
Keputusan. Kekuatan ampere adalah .
Jawaban: 0.24.
Bagian C
C1. Sepotong plastisin bertabrakan dengan sebatang batang yang meluncur ke arah permukaan horizontal meja dan menempel padanya. Kecepatan plastisin dan batang sebelum tumbukan berlawanan dan sama dengan dan . Massa batang adalah 4 kali massa plastisin. Koefisien gesekan geser antara batang dan meja adalah = 0,17. Seberapa jauh balok lengket dengan plastisin bergerak pada saat kecepatannya berkurang 30%?
Keputusan. Nyatakan massa plastisin m, maka massa batang adalah 4 m. Menggunakan hukum kekekalan momentum, kita menentukan kecepatan balok dengan plastisin setelah tumbukan:
Berat balok dengan plastisin pada permukaan horizontal adalah , dan gaya gesekan yang bekerja pada balok adalah . Menggunakan hukum kekekalan energi, kami menentukan jarak yang diinginkan:
Jawaban: 0,15 m.
C2. 10 mol gas ideal monoatomik pertama didinginkan dengan mengurangi tekanan dengan faktor 3, dan kemudian dipanaskan sampai suhu awal 300 K (lihat Gambar.). Berapa banyak panas yang diterima oleh gas di bagian 2−3?
Keputusan. Karena tekanan menurun dengan faktor 3 selama pendinginan isokhorik, suhu juga menurun dengan faktor 3 dan sebesar . Pada bagian 2-3, tekanan gas tetap konstan. Kapasitas panas suatu ideal gas monoatomik di proses isobarik adalah sama dengan . Jumlah panas yang dipindahkan ke gas di bagian 2-3 sama dengan
Jawaban: 41550 J.
C3. Ke sumber arus dengan EMF = 9 V dan resistensi internal r= 1 ohm dihubungkan secara paralel resistor yang dihubungkan dengan resistansi R\u003d 8 Ohm dan kapasitor datar, jarak antara pelat yang d\u003d 0,002 m Berapa kuat medan listrik antara pelat kapasitor?
Keputusan. Memaksa arus listrik dalam rantai adalah 
. Beda potensial antara terminal resistor adalah . Beda potensial yang sama akan terjadi antara pelat kapasitor. Kuat medan listrik antara pelat kapasitor adalah
Jawaban: 4 kV/m.
C4. Sebuah rakit tiup dengan lebar 4 m dan panjang 6 m mengapung di permukaan air. sinar matahari. Tentukan kedalaman bayangan di bawah rakit. Abaikan kedalaman rakit dan hamburan cahaya oleh air. Indeks bias air relatif terhadap udara diambil sama dengan 4/3.
Keputusan. Kami menunjukkan lebar plot , sudut pembatas total refleksi internal (lihat Gambar.). Kedalaman bayangan adalah . Menurut hukum pembiasan cahaya:
.
Kita mendapatkan
.
Jawaban: 1,76 m.
C5. Mari kita asumsikan skemanya tingkat energi atom dari beberapa zat memiliki bentuk yang ditunjukkan pada gambar, dan atom berada dalam keadaan energi . Sebuah elektron bertabrakan dengan salah satu atom ini terpental, memperoleh beberapa energi ekstra. Momentum elektron setelah tumbukan dengan atom yang diam ternyata sama dengan . Menentukan energi kinetik elektron sebelum tumbukan. Kemungkinan emisi cahaya oleh atom dalam tumbukan dengan elektron diabaikan.
Keputusan. Mari kita tunjukkan energi elektron sebelum tumbukan W. Energi elektron meningkat, yang berarti energi atom berkurang. Sebuah atom hanya dapat berpindah dari keadaan berenergi ke keadaan berenergi. Dengan menggunakan hukum kekekalan energi, kita peroleh:
Menjawab: 
.
Tugas dengan topik Medan magnet dan induksi elektromagnetik untuk mempersiapkan ujian
Medan magnet
A1. Gambar di bawah menunjukkan konduktor yang dialiri arus listrik. Arah arus ditunjukkan oleh panah. Bagaimana vektor induksi magnet diarahkan ke titik C?
Di bidang menggambar
Dari kami tegak lurus terhadap bidang gambar
Bagi kami tegak lurus terhadap bidang gambar
Vektor induksi magnet di titik C adalah nol
A2. Elektromagnet adalah kawat tembaga yang dililitkan inti baja. Dengan arus I di inti, elektromagnet menahan berat massa m. Untuk menambah massa beban yang ditahan, tanpa mengubah bentuk inti:
Kurangi jumlah putaran
Tingkatkan arus
Ganti inti baja dengan tembaga
Ubah arah lilitan kabel pada inti
A3. Dalam medan magnet yang seragam di bidang garis gayanya ada bingkai tempat arus mengalir (Gbr.). Gaya yang bekerja pada sisi bawah bingkai diarahkan
Turun; 2) Naik
3) Dari bidang lembaran ke kita 4) Ke bidang lembaran dari kita
A4. Sebuah gaya F bekerja pada penghantar yang terletak dalam medan magnet seragam dengan sudut 30 derajat ke arah garis induksi magnet. Jika sudut ini diperbesar 3 kali, maka gaya yang sama dengan
0 2) KUTIPAN 3) 2F 4) 3F
A5. Sepotong konduktor yang panjangnya 20 cm berada dalam medan magnet dengan induksi 50 mT. Kuat arus listrik yang mengalir melalui penghantar adalah 5 A. Berapakah gerakan yang akan dilakukan penghantar dalam arah gaya Ampere jika usaha gaya ini adalah 0,005 J? Konduktor terletak tegak lurus terhadap garis induksi magnet.
0,0001 m 2) 0,1 m 3) 0,01 m 4) 10 m
A6. Dua elektron yang awalnya diam dipercepat dalam medan listrik: yang pertama di medan dengan beda potensial U, yang kedua - 4U. Elektron yang dipercepat jatuh ke dalam medan magnet seragam, garis-garis yang induksinya tegak lurus terhadap kecepatan elektron. Perbandingan jari-jari kelengkungan lintasan elektron pertama dan kedua dalam medan magnet adalah:
KUTIPAN 2) KUTIPAN 3) KUTIPAN 4) KUTIPAN
DALAM 1. Sebuah elektron bergerak dalam ruang hampa dengan kecepatan QUOTE m/s dalam medan magnet seragam dengan induksi 0,1 T. Berapakah gaya yang bekerja pada elektron jika sudut antara kecepatan elektron dan garis induksi magnet adalah 30 derajat?
Kalikan jawaban Anda dengan QUOTE dan bulatkan hasilnya ke bilangan bulat terdekat.
DALAM 2. Sebuah elektron bergerak dalam medan magnet seragam dengan induksi B sepanjang orbit melingkar dengan jari-jari R = 6 QUOTE m. Nilai momentum elektron adalah p = 4,8 kgm/s. Berapakah induksi B dari medan magnet?
C1. Dengan kecepatan berapa partikel terbang keluar dari inti radioaktif jika jatuh ke medan magnet seragam dengan induksi B \u003d 2 T, tegak lurus terhadapnya garis kekuatan, bergerak sepanjang busur lingkaran dengan jari-jari r = 1 m (-partikel adalah inti atom helium, masa molar helium M = 0,004 kg/mol)?
C2. Dalam kineskop TV, beda potensial antara katoda dan anoda adalah U = 64 kB. Penyimpangan berkas elektron selama pemindaian horizontal dilakukan oleh medan magnet yang diciptakan oleh dua kumparan. Lebar daerah di mana elektron terbang melalui medan magnet adalah d = 5 cm. Muatan elektron e, massa m.
Induksi elektromagnetik
A.1. Bandingkan induktansi Lı dan L2 dari dua kumparan jika, pada kekuatan arus yang sama, energi medan magnet yang ditimbulkan oleh arus pada kumparan pertama adalah 9 kali lebih besar daripada energi medan magnet yang ditimbulkan oleh arus pada kumparan kedua .
1) Lı 9 kali lebih besar dari L2
2) Lı adalah 9 kali lebih kecil dari L2
3) Lı 3 kali lebih banyak dari L2
4) Lı 3 kali lebih kecil dari L2
A.2. Gambar tersebut menunjukkan momen percobaan demonstrasi untuk menguji aturan Lenz, ketika semua benda diam. kutub selatan magnet berada di dalam cincin logam padat, tetapi tidak menyentuhnya. Rocker dengan cincin logam dapat dengan bebas berputar di sekitar penyangga vertikal. Ketika magnet ditarik keluar dari cincin, itu akan
1) tetap diam 2) bergerak berlawanan arah jarum jam 3) berosilasi 4) mengikuti magnet
A.3. Gambar tersebut menunjukkan demonstrasi pengalaman memeriksa aturan Lenz. Eksperimen dilakukan dengan cincin padat, dan bukan cincin yang dipotong, karena
Cincin padat terbuat dari baja,
dan potong - dari aluminium.
dalam cincin padat, medan listrik pusaran tidak muncul, tetapi dalam cincin yang dipotong, itu terjadi.
arus induksi terjadi pada cincin padat,
tapi di potong - tidak ada.
dalam cincin terus menerus terjadi induksi EMF,
tapi di potong - tidak ada.
A.4. Gambar menunjukkan dua cara untuk memutar bingkai dalam medan magnet yang seragam. Arus lingkaran
1) terjadi pada kedua kasus
2) tidak terjadi di salah satu kasus
3) hanya terjadi pada kasus pertama
4) hanya terjadi pada kasus kedua
A.5. Dalam percobaan yang mempelajari EMF induksi elektromagnetik, kerangka persegi dari kawat tipis dengan sisi bujur sangkar b berada dalam medan magnet seragam, tegak lurus bidang kerangka. Induksi medan meningkat dalam waktu t menurut hukum linier dari 0 ke nilai maksimum Bmax Bagaimana ggl induksi yang terjadi pada rangka berubah jika b dikurangi 2 kali?
1) akan berkurang 2 kali
2) tidak akan berubah
3) akan meningkat 4 kali lipat
4) berkurang 4 kali
A.6. Sebuah kumparan kawat berada dalam medan magnet dan ujung-ujungnya ditutup pada sebuah amperemeter. Nilai induksi magnet medan berubah dari waktu ke waktu sesuai dengan grafik pada gambar. Dalam selang waktu berapa ammeter akan menunjukkan adanya arus listrik dalam kumparan?
1) 0 hingga 1 detik.
2) Dari 1 hingga 3 detik.
3) Dari 3 hingga 4 detik.
4) Setiap saat
waktu 0 sampai 4 s.
A.7. Sebuah magnet tergantung pada utas, dan cincin aluminium jatuh di sepanjang porosnya (lihat Gambar.). Bagaimana percepatan a cincin berubah saat jatuh dari level A ke level B?
1) Ketika jatuh ke tengah magnet, percepatan a lebih kecil dari percepatan jatuh bebas g dan kemudian lebih g.
2) Ketika jatuh ke tengah magnet, percepatan a lebih besar dari percepatan gravitasi g, dan kemudian kurang dari g.
3) Sepanjang waktu jatuh, percepatan a lebih kecil dari percepatan jatuh bebas g.
4) Sepanjang waktu jatuh, percepatan a lebih besar dari percepatan jatuh bebas g.
DALAM 1. Sebuah loop persegi panjang yang dibentuk oleh dua rel dan dua jumper berada dalam medan magnet seragam yang tegak lurus terhadap bidang loop. Jumper kanan meluncur di sepanjang rel, mempertahankan kontak yang andal dengan mereka. Diketahui nilai-nilai berikut: induksi medan magnet B = 0,1 Tl, jarak antar rel L = 10 cm, kecepatan jumper U = 2 m / s, resistansi loop R = 2 Ohm. Berapakah kuat arus induktif pada rangkaian tersebut? Nyatakan jawaban Anda dalam miliampere (mA).
DALAM 2. Grafik peningkatan kuat arus dalam kumparan dengan induktansi 12 H diberikan ketika rangkaian ditutup. Mendefinisikan Induksi diri EMF dihasilkan dalam kumparan.
C.1. Sebuah konduktor horizontal bergerak dengan percepatan seragam dalam medan magnet seragam vertikal. Modul induksi medan magnet adalah 0,5 T. Kecepatan konduktor diarahkan secara horizontal, tegak lurus terhadap konduktor (lihat gambar). Pada kecepatan awal konduktor, nol, dan dengan percepatan 8 m/s² penghantar bergerak sejauh 1 m. GGL induksi di ujung konduktor di ujung gerakan adalah 2V. Berapakah panjang konduktor tersebut?
C.2 Dalam medan magnet seragam dengan induksi B \u003d 0,01 T, sebuah kumparan kawat datar terletak, luasnya adalah 10.000 cm², dan hambatannya adalah 2 ohm, sehingga bidangnya tegak lurus ke garis kekuatan. Kumparan ditutup ke galvanometer. Muatan total yang mengalir melalui galvanometer ketika kumparan diputar adalah 7,5 10ˉ C. Pada sudut berapakah kumparan itu berputar?
C.3. Sebuah penghantar berarus menciptakan medan magnet pada jarak 15 cm, yang induksinya sama dengan
0,5 T Konduktor lain dengan arus yang sama dibawa tegak lurus ke konduktor ini pada jarak 30 cm (lihat Gambar.). Tentukan induksi medan magnet di titik A, yang terletak di tengah-tengah antara penghantar.
C.4. Sebuah bingkai persegi dengan sisi cm terbuat dari kawat tembaga dengan hambatan ohm. Bingkai dipindahkan sepanjang permukaan horizontal halus dengan kecepatan konstan V sepanjang sumbu Ox. Posisi awal bingkai ditunjukkan pada gambar. Selama gerakan, bingkai lewat di antara kutub magnet dan kembali menemukan dirinya di area di mana tidak ada medan magnet. Arus induksi, yang muncul dalam bingkai, memiliki efek penghambatan, oleh karena itu, untuk mempertahankan kecepatan tetap gerak, gaya eksternal F diterapkan padanya, diarahkan sepanjang sumbu Ox. Pada kecepatan berapa bingkai bergerak jika totalnya bekerja? kekuatan eksternal selama gerakan adalah J? Lebar kutub magnet adalah cm, medan magnet memiliki batas yang tajam, seragam antar kutub, dan induksinya adalah Tl.
