Opțiunea 1

A1. Ce explică interacțiunea a doi conductori paraleli cu curentul continuu?

1. interacțiunea sarcinilor electrice;
2. acțiunea câmpului electric al unui conductor cu curent asupra curentului dintr-un alt conductor;
3. efectul câmpului magnetic al unui conductor asupra curentului din alt conductor.

A2. Ce particulă este afectată de câmpul magnetic?

1. pe o încărcătură în mișcare;
2. în mișcare neîncărcat;
3. unuia încărcat în repaus;
4. la unul neîncărcat în repaus.

A4. Un conductor drept de 10 cm lungime este plasat într-un câmp magnetic uniform cu o inducție de 4 T și este situat la un unghi de 30 0 la vectorul de inducție magnetică. Care este forța care acționează asupra conductorului din partea câmpului magnetic, dacă puterea curentului în conductor este de 3 A?

1. 1,2 N; 2) 0,6 N; 3) 2,4 N.

A6. Inducția electromagnetică este:

1. un fenomen care caracterizează efectul unui câmp magnetic asupra unei sarcini în mișcare;
2. fenomenul de apariție a unui curent electric într-un circuit închis la modificarea fluxului magnetic;
3. un fenomen care caracterizează efectul unui câmp magnetic asupra unui conductor purtător de curent.

A7. Copiii se leagănă pe leagăne. Ce fel de oscilație este aceasta?

1. liber 2. forțat 3. autooscilații

A8. Un corp de masa m pe un fir de lungime l oscileaza cu perioada T. Care va fi perioada de oscilatie a unui corp de masa m / 2 pe un fir de lungime l / 2?

1. ½ T 2. T 3. 4T 4. ¼ T

A9. Viteza sunetului în apă este de 1470 m/s. Care este lungimea unei unde sonore cu o perioadă de oscilație de 0,01 s?

1. 147km 2. 1.47cm 3. 14.7m 4. 0.147m

A10 . Cum se numește numărul de oscilații în 2πs?

Frecvența 1. Perioada 2. Faza 3. Frecvența ciclului 4

A11. Băiatul a auzit un ecou la 10 secunde după ce tunul a tras. Viteza sunetului în aer este de 340 m/s. Cât de departe este obstacolul de băiat?

A12. Determinați perioada oscilațiilor electromagnetice libere dacă circuitul oscilator conține o bobină cu o inductanță de 1 μH și un condensator cu o capacitate de 36pF.

1. 40ns 2. 3*10 -18 s 3. 3.768*10 -8 s 4. 37.68*10 -18 s

A13. Cel mai simplu sistem oscilator care conține un condensator și un inductor se numește...

1. sistem auto-oscilator 2. sistem oscilator

3. Circuit oscilant 4. Instalatie oscilante

A14. Cum și de ce se modifică rezistența electrică a semiconductorilor odată cu creșterea temperaturii?

1. Scade datorita cresterii vitezei electronilor.

2. Creștere datorită creșterii amplitudinii oscilațiilor ionilor pozitivi ai rețelei cristaline.

3. Scăderi din cauza creșterii concentrației de purtători de taxe gratuite.

4. Creșteri din cauza creșterii concentrației de purtători liberi de sarcină electrică.

ÎN 1.

VALORI		UNITATE
	inductanţă		tesla (Tl)
	flux magnetic		Henry (Hn)
	inducția câmpului magnetic		weber (Wb)
			volt (V)

ÎN 2. Particulă de masă m , încărcătură de transport q B în jurul circumferinței razei R cu viteza v . Ce se va întâmpla cu raza orbitei, cu perioada de revoluție și cu energia cinetică a particulei cu creșterea vitezei de mișcare?

C1. Într-o bobină cu o inductanță de 0,4 H a avut loc un EMF de autoinducție de 20 V. Calculați modificarea intensității curentului și a energiei câmpului magnetic al bobinei dacă aceasta s-a întâmplat în 0,2 s.

Opțiunea 2

A1. Rotația acului magnetic în apropierea conductorului purtător de curent se explică prin faptul că este afectată de:

1. câmp magnetic creat de sarcinile care se deplasează într-un conductor;
2. câmp electric creat de sarcinile conductorului;
3. câmp electric creat de sarcinile în mișcare ale unui conductor.

A2.

1. numai câmp electric;
2. numai câmp magnetic.

A4. Un conductor drept de 5 cm lungime este situat într-un câmp magnetic uniform cu o inducție de 5 T și este situat la un unghi de 30 0 la vectorul de inducție magnetică. Care este forța care acționează asupra conductorului din partea câmpului magnetic, dacă puterea curentului în conductor este de 2 A?

1. 0,25 N; 2) 0,5 N; 3) 1,5 N.

A6. Forța Lorentz funcționează

1. pe o particulă neîncărcată într-un câmp magnetic;
2. pe o particulă încărcată care se odihnește într-un câmp magnetic;
3. pe o particulă încărcată care se deplasează de-a lungul liniilor de inducție a câmpului magnetic.

A7. Pentru un cadru pătrat de 2 m 2 la un curent de 2 A se aplică un cuplu maxim de 4 N∙m. Care este inducția câmpului magnetic în spațiul studiat?

1. Tl; 2) 2 T; 3) 3T.

A8. Ce tip de oscilație are loc atunci când pendulul se balansează într-un ceas?

1. liber 2. forțat

A9. Viteza sunetului în aer este de 330 m/s. Care este frecvența vibrațiilor sonore dacă lungimea de undă este de 33 cm?

1. 1000 Hz 2. 100 Hz 3. 10 Hz 4. 10000 Hz 5. 0,1 Hz

A10 Determinați perioada oscilațiilor electromagnetice libere dacă circuitul oscilator conține un condensator cu o capacitate de 1 μF și o bobină de inductanță de 36H.

1. 4*10 -8 s 2. 4*10 -18 s 3. 3.768*10 -8 s 4. 37.68*10 -3 s

A11 . Determinați frecvența undelor emise de un sistem care conține o bobină cu o inductanță de 9H și un condensator cu o capacitate electrică de 4F.

1. 72πHz 2. 12πHz 3. 36Hz 4. 6Hz 5. 1/12πHz

A12. Care caracteristică a undei luminoase determină culoarea acesteia?

1. după lungimea de undă 2. după frecvenţă

3. După fază 4. După amplitudine

A13. Oscilațiile continue care apar datorită unei surse de energie situată în interiorul sistemului se numesc...

1. liber 2. forțat

3. Autooscilații 4. Vibrații elastice

A14. Apa pură este un dielectric. De ce o soluție apoasă de sare de NaCl este conductor?

1. Sarea din apă se descompune în ioni de Na încărcați+ și Cl -.

2. După ce sarea se dizolvă, moleculele de NaCl transferă o sarcină

3. În soluție, electronii sunt desprinși din molecula de NaCl și sarcina este transferată.

4. Atunci când interacționează cu sarea, moleculele de apă se descompun în ioni de hidrogen și oxigen

ÎN 1. Stabiliți o corespondență între fizic

VALORI		UNITATE
	Forța care acționează asupra unui conductor cu curent din câmpul magnetic
	Energia câmpului magnetic
	Forța care acționează asupra unei sarcini electrice care se mișcă într-un câmp magnetic.

Se mișcă într-un câmp magnetic uniform cu inducție B în jurul circumferinței razei R cu viteza v. Ce se va întâmpla cu raza orbitei, cu perioada de revoluție și cu energia cinetică a particulei cu o creștere a sarcinii particulei?

Pentru fiecare poziție a primei coloane, selectați poziția corespunzătoare a celei de-a doua și notați numerele selectate în tabel sub literele corespunzătoare

C1. În ce unghi față de liniile câmpului magnetic cu o inducție de 0,5 T ar trebui să se miște un conductor de cupru cu o secțiune transversală de 0,85 mm 2 și o rezistență de 0,04 Ohm, astfel încât la o viteză de 0,5 m / s, un EMF de inducție egal cu 0,35 V este excitat la capete? (rezistivitatea cuprului ρ= 0,017 Ohm∙mm 2 /m)

Opțiunea 3

A1. Se creează câmpuri magnetice:

1. sarcini electrice staționare și în mișcare;
2. sarcini electrice imobile;
3. mișcarea sarcinilor electrice.

A2. Câmpul magnetic are un efect:

1. numai pe sarcini electrice în repaus;
2. numai pe sarcini electrice în mișcare;
3. sarcini electrice atât în ​​mișcare, cât și în repaus.

A4. Ce forţă acţionează dintr-un câmp magnetic uniform cu o inducţie de 30 mT pe un conductor rectiliniu de 50 cm lungime situat în câmp, prin care circulă un curent de 12 A? Firul formează un unghi drept cu direcția vectorului de inducție magnetică a câmpului.

1. 18 N; 2) 1,8 N; 3) 0,18 N; 4) 0,018 N.

A6. Ce arată cele patru degete întinse ale mâinii stângi când se determină

Forțe de amperi

1. direcția forței de inducție a câmpului;
2. direcția curentului;
3. direcția forței lui Ampere.

A7. Un câmp magnetic cu o inducție de 10 mT acționează asupra unui conductor la care puterea curentului este de 50 A, cu o forță de 50 mN. Aflați lungimea conductorului dacă liniile de inducție a câmpului și curentul sunt reciproc perpendiculare.

1. 1m; 2) 0,1 m; 3) 0,01 m; 4) 0,001 m.

A8. Candelabru se leagănă după o singură apăsare. Ce tip de oscilație este acesta?

1. liber 2 forțat 3. autooscilații 4. oscilații elastice

A9 .Un corp de masa m pe un fir de lungime l oscileaza cu perioada T. Care va fi perioada de oscilatie a unui corp de masa 2m pe un fir de lungime 2l?

1. ½ T 2. 2T 3. 4T 4. ¼ T 5. T

A10 . Viteza sunetului în aer este de 330 m/s. Care este lungimea de undă a luminii la o frecvență de 100 Hz?

1. 33km 2. 33cm 3. 3.3m 4. 0.3m

A11. Care este frecvența de rezonanță ν 0 într-un circuit al unei bobine cu o inductanță de 4H și un condensator cu o capacitate electrică de 9F?

1. 72πHz 2. 12πHz 3. 1/12πHz 4. 6Hz

A12 . Băiatul a auzit tunete la 5 secunde după fulgerul. Viteza sunetului în aer este de 340 m/s. La ce distanță a fulgerat fulgerul față de băiat?

A. 1700m B. 850m C. 136m D. 68m

A13. Determinați perioada oscilațiilor electromagnetice libere dacă circuitul oscilator conține o bobină cu o inductanță de 4 μH și un condensator cu o capacitate de 9pF.

A14. Ce tip de conductivitate au materialele semiconductoare cu impurități donatoare?

1. În mare parte electronice. 2. În mare parte găurit.

3. În mod egal electron și gaură. 4. ionic.

ÎN 1. Stabiliți o corespondență între fizicmărimile și unitățile de măsură ale acestora

VALORI		UNITATE
	puterea curentului		weber (Wb)
	flux magnetic		amper (A)
	inducția EMF		tesla (Tl)
			volt (V)

ÎN 2. O particulă de masă m care poartă o sarcină q , se mișcă într-un câmp magnetic uniform cu inducție B în jurul circumferinței razei R cu viteza v. Ce se va întâmpla cu raza orbitei, cu perioada de revoluție și cu energia cinetică a particulei cu o creștere a inducției câmpului magnetic?

Pentru fiecare poziție a primei coloane, selectați poziția corespunzătoare a celei de-a doua și notați numerele selectate în tabel sub literele corespunzătoare

C1. Într-o bobină formată din 75 de spire, fluxul magnetic este de 4,8∙10-3 Wb. Cât timp ar trebui să dispară acest flux pentru ca bobina să aibă o FEM de inducție medie de 0,74 V?

Opțiunea 4

A1. Ce se observă în experimentul lui Oersted?

1. un conductor cu curent acţionează asupra sarcinilor electrice;
2. acul magnetic se rotește în apropierea conductorului cu curent;
3. acul magnetic transformă un conductor încărcat

A2. O sarcină electrică în mișcare creează:

1. numai câmp electric;
2. atât câmpul electric, cât și câmpul magnetic;
3. numai câmp magnetic.

A4. Într-un câmp magnetic uniform cu o inducție de 0,82 T, un conductor de 1,28 m lungime este situat perpendicular pe liniile de inducție magnetică.Determinant al forței care acționează asupra conductorului dacă curentul în acesta este de 18 A.

1) 18,89 N; 2) 188,9 N; 3) 1,899N; 4) 0,1889 N.

A6. Un curent inductiv apare în orice circuit conductor închis dacă:

1. Circuitul este într-un câmp magnetic uniform;
2. Circuitul se deplasează înainte într-un câmp magnetic uniform;
3. Fluxul magnetic care pătrunde în circuit se modifică.

A7. Un conductor drept de 0,5 m lungime, situat perpendicular pe liniile de câmp cu o inducție de 0,02 T, este supus unei forțe de 0,15 N. Aflați puterea curentului care circulă prin conductor.

1) 0,15 A; 2) 1,5 A; 3) 15 A; 4) 150 A.

A8 . Ce tip de oscilație se observă atunci când o sarcină suspendată pe un fir se abate de la poziția de echilibru?

1. liber 2. forțat

3. Autooscilații 4. Vibrații elastice

A9. Determinați frecvența undelor emise de sistem dacă acesta conține o bobină cu o inductanță de 9H și un condensator cu o capacitate electrică de 4F.

1. 72πHz 2. 12πHz

3. 6Hz 4. 1/12πHz

A10. Determinați la ce frecvență trebuie să reglați un circuit oscilant care conține o bobină cu o inductanță de 4 μH și un condensator cu o capacitate de 9Pf.

1. 4*10 -8 s 2. 3*10 -18 s 3. 3.768*10 -8 s 4. 37.68*10 -18 s

A11. Determinați perioada oscilațiilor naturale ale circuitului dacă acesta este reglat la o frecvență de 500 kHz.

1. 1us 2. 1ks 3. 2us 4. 2ks

A12. Băiatul a auzit tunete la 2,5 secunde după fulgerul. Viteza sunetului în aer este de 340 m/s. La ce distanță a fulgerat fulgerul față de băiat?

1. 1700m 2. 850m 3. 136m 4. 68m

A13. Numărul de oscilații pe unitatea de timp se numește...

Frecvența 1. Perioada 2. Faza 3. Frecvența ciclului 4

A14. Cum și de ce se modifică rezistența electrică a metalelor odată cu creșterea temperaturii?

1. Crește datorită creșterii vitezei electronilor.

2. Scade datorita cresterii vitezei electronilor.

3. Creștere datorită creșterii amplitudinii oscilațiilor ionilor pozitivi ai rețelei cristaline.

4. Scăderi datorită creșterii amplitudinii oscilațiilor ionilor pozitivi ai rețelei cristaline

ÎN 1. Stabiliți o corespondență între fiziccantități și formule prin care se determină aceste cantități

VALORI		UNITATE
	EMF de inducție în conductorii în mișcare
	forță care acționează asupra unei sarcini electrice care se mișcă într-un câmp magnetic
	flux magnetic

ÎN 2. O particulă de masă m care poartă o sarcină q , se mișcă într-un câmp magnetic uniform cu inducție B în jurul circumferinței razei R cu viteza v U. Ce se va întâmpla cu raza orbitei, cu perioada de revoluție și cu energia cinetică a particulei cu o scădere a masei particulei?

Pentru fiecare poziție a primei coloane, selectați poziția corespunzătoare a celei de-a doua și notați numerele selectate în tabel sub literele corespunzătoare

C1. O bobină cu diametrul de 4 cm este plasată într-un câmp magnetic alternant,ale căror linii de forță sunt paralele cu axa bobinei. Când inducția câmpului s-a modificat cu 1 T timp de 6,28 s, în bobină a apărut un EMF de 2 V. Câte spire are bobina.

, metodolog UMC Zel UO

Pentru a răspunde la întrebările KIM USE pe această temă, este necesar să repetați conceptele:

Interacțiunea polilor magneților,

Interacțiunea curenților,

Vector de inducție magnetică, proprietăți ale liniilor de câmp magnetic,

Aplicarea regulii gimlet pentru a determina direcția inducției magnetice a câmpului de curent continuu și circular,

puterea amperului,

forța Lorentz,

Regula pentru mâna stângă pentru determinarea direcției forței Ampère, forței Lorentz,

Mișcarea particulelor încărcate într-un câmp magnetic.

În materialele KIM USE, există adesea sarcini de testare pentru determinarea direcției forței Ampère și a forței Lorentz, iar în unele cazuri direcția vectorului de inducție magnetică este setată implicit (sunt arătați polii magnetului). O serie de sarcini sunt populare în care un cadru cu curent se află într-un câmp magnetic și este necesar să se determine modul în care forța Amperi acționează pe fiecare parte a cadrului, în urma căreia cadrul se rotește, se deplasează, se întinde, se micșorează ( trebuie să alegi răspunsul corect). O serie de sarcini pentru analiza formulelor la nivel calitativ este tradițională, în care se cere să se tragă o concluzie despre natura modificării unei mărimi fizice în funcție de modificarea multiplă a altora.

Sarcina se găsește sub numărul A15.

1. A fost adus un magnet de bară permanentă la acul magnetic (polul nord este întunecat, vezi figură), care se poate roti în jurul unei axe verticale perpendiculare pe planul desenului. În timp ce săgeata

2. Lungimea conductorului drept L cu curent eu plasate într-un câmp magnetic uniform perpendicular pe liniile de inducție LA . Cum se va schimba forța Amperi care acționează asupra conductorului dacă lungimea acestuia este dublată și curentul din conductor este redus de 4 ori?

3. Proton p, care zboară în golul dintre polii electromagnetului, are o viteză perpendiculară pe vectorul de inducție a câmpului magnetic îndreptat vertical (vezi figura). Unde acționează forța Lorentz asupra ei?

4. Lungimea conductorului drept L cu curent eu plasate într-un câmp magnetic uniform, direcția liniilor de inducție LA care este perpendiculară pe direcția curentului. Dacă puterea curentului este redusă de 2 ori, iar inducția câmpului magnetic este crescută de 4 ori, atunci forța Ampère care acționează asupra conductorului

	va crește de 2 ori
	va scadea de 4 ori
	va scadea de 2 ori
	Nu se va schimba

5. O particulă cu sarcină negativă q a zburat în golul dintre polii unui electromagnet, având o viteză îndreptată orizontal și perpendicular pe vectorul de inducție a câmpului magnetic (vezi figura). Unde acționează forța Lorentz asupra ei?

6. Figura prezintă un conductor cilindric prin care trece un curent electric. Direcția curentului este indicată de o săgeată. Cum este îndreptat vectorul de inducție magnetică în punctul C?

7. Figura prezintă o bobină de sârmă prin care circulă un curent electric în direcția indicată de săgeată. Bobina este situată într-un plan vertical. În centrul bobinei, vectorul curent de inducție a câmpului magnetic este direcționat

8. În diagrama din figură, toți conductoarele sunt subțiri, se află în același plan, paralele între ele, distanțele dintre conductoarele adiacente sunt aceleași, I este puterea curentului. Forța Amperi care acționează asupra conductorului nr. 3 în acest caz:

9. Unghiul dintre conductorul cu curent și direcția vectorului de inducție magnetică a câmpului magnetic crește de la 30° la 90°. Forța amperului este:

1) crește de 2 ori

2) scade de 2 ori

3) nu se schimbă

4) scade la 0

10. Forța Lorentz care acționează asupra unui electron care se mișcă într-un câmp magnetic cu o viteză de 107 m / s de-a lungul unui cerc într-un câmp magnetic uniform B \u003d 0,5 T este egală cu:

4)8 10-11 N

1. (B1).Masa particulelor m, care poartă o taxă q LAîn jurul circumferinței razei R cu viteza u. Ce se va întâmpla cu raza orbitei, cu perioada de revoluție și cu energia cinetică a particulei cu creșterea vitezei de mișcare?

la masă

mărimi fizice	modificările lor
	raza orbitei		va creste
	perioada de circulatie		scădea
	energie kinetică		Nu se va schimba

(Răspunsul 131)

2 ÎN 1). masa particulelor m, care poartă o taxă q, se mișcă într-un câmp magnetic uniform cu inducție LAîn jurul circumferinței razei R cu viteza u. Ce se va întâmpla cu raza orbitei, cu perioada de revoluție și cu energia cinetică a particulei cu o creștere a inducției câmpului magnetic?

Pentru fiecare poziție din prima coloană, selectați poziția corespunzătoare în a doua și notați la masă numerele selectate sub literele corespunzătoare.

mărimi fizice	modificările lor
	raza orbitei		va creste
	perioada de circulatie		scădea
	energie kinetică		Nu se va schimba

(Răspuns 223)

3. (B4). Lungimea conductorului drept l\u003d 0,1 m, prin care curge curentul, este într-un câmp magnetic uniform cu inducție B \u003d 0,4 T și este situat la un unghi de 90 ° față de vector. Care este puterea curentului dacă forța care acționează asupra conductorului din câmpul magnetic este de 0,2 N?

Opțiunea 13

C1. Un circuit electric este format dintr-o celulă galvanică ε, un bec și un inductor L conectați în serie.Descrieți fenomenele care apar la deschiderea cheii.

1. Fenomenul de inducție electromagnetică
se observă în toate cazurile de schimbare
flux magnetic prin circuit.
În special, EMF de inducție poate genera
schimbare în circuitul în sine la schimbare
curent în ea, ceea ce duce la
apariţia curenţilor suplimentari. Aceasta este	Orez. 13.1.1. Fenomenul de autoinducere
Fenomenul se numește auto-inducție
țiuni și, în plus, curenți care apar
numiţi curenţi suplimentari sau curenţi
autoinducere.
2. Investigați fenomenul de auto-inducție
pot fi instalate la instalație, în principiu
a cărui schemă este prezentată în fig.
13.12. Bobina L cu un număr mare de vit-
kov, prin reostat r și comutatorul k
conectat la sursa de EMF ε. Inainte de-
În plus, o gal-
vanometrul G. Dacă trans-
comutați în punctul A, curentul se va ramifica,
mai mult, un curent de valoare i va curge
prin bobina, iar curentul i1 prin galvanic	Orez. 13.1.2. auto-inducție

metru. Dacă întrerupătorul este apoi deschis, atunci când fluxul magnetic dispare în bobină, va apărea un curent suplimentar de deschidere I.

ψ = Li ,

	εsi = −				(Li) = −L

dL dt = dL di dtdi .

ε si = − L + dL di .

ε si = − L dt di .

10. Când se aplică putere circuitului prezentat în Figura 13.1.3 în circuit, curentul va crește de la zero la nominal într-o anumită perioadă de timp datorită fenomenului de auto-inducție. Extracurenții emergenti, în conformitate cu regula Lenz, sunt întotdeauna direcționați în sens opus, adică. ele interferează cu cauza care le provoacă. Ele împiedică creșterea

ceva timp.

ε + εsi = iR ,

L dt di +iR = ε.

Ldi = (ε − iR) dt,
						(ε −iR )
și integrăm presupunând că L este o constantă:
		L∫			= ∫ dt ,
			ε -iR
		log(ε - iR)		T + const.

i(t) = R ε − cons te − RL t .

const = Rε .

i(t) =
			− eR .

16. Din ecuație, în special, rezultă că atunci când cheia este deschisă (Fig. 13.1.1), curentul va scădea exponențial. În primele momente după deschiderea circuitului, EMF de inducție și EMF de auto-inducție se vor aduna și vor da o creștere pe termen scurt a puterii curentului, de exemplu. becul își va crește pentru scurt timp luminozitatea (Fig. 13.1.4).

Orez. 13.1.4. Dependența intensității curentului într-un circuit cu inductanță în timp

C2. Un schior cu masa m = 60 kg pleacă din repaus de la o trambulină cu înălțimea H = 40 m, în momentul despărțirii viteza sa fiind orizontală. În procesul de deplasare de-a lungul rampei, forța de frecare a făcut lucrul AT = 5,25 kJ. Determinați intervalul de zbor al schiorului în direcția orizontală dacă punctul de aterizare a fost h = 45 m sub nivelul de separare de trambulină. Rezistența aerului este ignorată.

Orez. 13.2 Schior la săritură cu schiurile

1. Legea conservării energiei atunci când un schior se mișcă pe o trambulină:

mgH=

A T ;

v 0 =

2 gH

v 0 =

2. Cinematica zborului la nivel:

gτ 2

S = v0 τ = 75m;

C3. Într-o verticală sigilată qi-

lindre sub masa pistonului m = 10 kg si

zona s \u003d 20 cm2 este un ideal

nici gaz monoatomic. Inițial

pistonul era la o înălțime h = 20 cm

din partea de jos a cilindrului și după încălzire

pistonul s-a ridicat la o înălțime H = 25 cm.

Câtă căldură a fost transmisă gazului

in timpul incalzirii? Presiunea externă

p0 = 105 Pa.

1. Presiunea gazului în timpul încălzirii -

Orez. 13.3. Gaz ideal sub piston

mg + pS = pS;

p1 = p2 = 1,5 105 Pa;

P0 S = p2 S;

2. Lucrări efectuate la încălzire:

A = p1 V = p1 S(H − h) = 15 J;

3. Din ecuațiile de stare a unui gaz ideal:

= νRT;

T = pV1;

pV2 = vRT2;

T = pV2;

4. Modificarea energiei interne a gazului:

ν R T = 3 p(V − V )

22,5 J;

5. Cantitatea de căldură raportată gazului:

Q = A + U = 37,5 J;

C4. Circuitul electric este format dintr-o sursă cu ε = 21 V cu o rezistență internă r = 1 ohm și două rezistențe: R1 = 50 ohm și R2 = 30 ohm. Rezistența intrinsecă a voltmetrului Rv = 320 ohmi, rezistența ampermetrului RA = 5 ohmi. Determinați citirile instrumentului.

Rezistența întregului circuit:

RΣ =

(R1 + R2) R3

R4;

R1 + R2 + R3

RΣ =

5 = 69 ohmi

Puterea curentului care curge prin am-

21 = 0,3 A;

I A =

RΣ + r

Citirile voltmetrului:

Orez. 13.4. Schema de conexiuni

(R1 + R2) R3

0,3 64 = 19,2 B;

A R1 + R2 + R3

C5. O particulă cu masa m = 10 − 7 kg, purtând o sarcină q = 10 − 5 C, se mișcă uniform de-a lungul unui cerc cu raza R = 2 cm într-un câmp magnetic cu inducție B = 2 T. Centrul cercului este situat pe lentila optică principală la o distanță d = 15 cm de acesta. Distanța focală a lentilei este F = 10 cm. Cât de repede se mișcă imaginea particulei în lentilă?

Viteza și viteza unghiulară a particulei

QvB; v=

10− 5 2 2 10− 2

≈ 4

10− 7

10− 2

Mărirea lentilei:

unu ; f=

30 cm; Γ = 2;

d - F

3. Pentru imagine, viteza unghiulară va rămâne neschimbată, iar raza cercului se va dubla, prin urmare:

vx = ω 2R = 8 m s;

C6. Pe o placă cu un coeficient de reflexie ρ a luminii incidente, N fotoni identici cad perpendicular în fiecare secundă și predomină forța presiunii luminii F. Care este lungimea de undă a luminii incidente?

p = St ε f (1+ ρ ) ; pS = N hc λ (1+ ρ ); pS = F; F = N hc λ (1+ ρ ); 2. Lungimea luminii incidente:

λ = Nhc (1 + ρ ) ; F

Orez. 14.1.1. Fenomenul de autoinducere

Orez. 14.1.2. auto-inducție

Opțiunea 14

C1. Un circuit electric este format dintr-o celulă galvanică conectată în serie ε, un bec și un inductor L. Descrieți fenomenele care apar atunci când cheia este închisă.

1. Fenomenul de inducție electromagnetică se observă în toate cazurile de modificări ale fluxului magnetic prin circuit. În special, EMF de inducție poate fi generat în circuitul însuși atunci când valoarea curentului se modifică în acesta, ceea ce duce la apariția unor curenți suplimentari. Acest fenomen se numește auto-inducție și, în plus, se numesc curenți care apar

sunt antrenate de curenți suplimentari sau curenți de autoinducție.

2. Este posibil să se studieze fenomenul de autoinducție pe instalație, a cărei diagramă schematică este prezentată în fig. 14.1.2. Bobina L cu un număr mare de spire, printr-un reostat r și un comutator k sunt conectate la o sursă EMF ε. Pe lângă bobină, este conectat un galvanometru G. Când comutatorul este scurtcircuitat în punctul A, curentul se va ramifica, iar curentul i va circula prin bobină, iar curentul i1 prin galvanometru. Dacă comutatorul este apoi deschis, atunci când câmpul magnetic dispare în bobină,

curent, se va produce un curent suplimentar de deschidere.

3. Conform legii lui Lenz, extracurentul va preveni o scădere a fluxului magnetic, adică. va fi îndreptată spre curentul descrescător, dar curentul suplimentar va trece prin galvanometru în direcția opusă celui original, ceea ce va duce la aruncarea acului galvanometrului în sens invers. Dacă bobina este prevăzută cu un miez de fier, atunci mărimea curentului suplimentar crește. În loc de galvanometru, în acest caz, puteți aprinde un bec incandescent, care este de fapt setat în starea problemei; atunci când apare un curent de auto-inducție, becul va clipi puternic.

4. Se știe că fluxul magnetic cuplat la bobină este proporțional cu mărimea curentului care curge prin aceasta.

ψ = Li ,

factorul de proporționalitate L se numește inductanța circuitului. Dimensiunea inductanței este determinată de ecuația:

L \u003d d i ψ , [ L] \u003d Wb A \u003d Hn (henry) .

5. Obținem ecuația pentru EMF de autoinducție ε si pentru bobină:

	εsi = −				(Li) = −L

6. În cazul general, inductanța, împreună cu geometria bobinei în medii, poate depinde de puterea curentului, adică. L \u003d f (i) , acest lucru poate fi luat în considerare la diferențiere

dL dt = dL di dtdi .

7. EMF de autoinducție, ținând cont de ultima relație, va fi reprezentată de următoarea ecuație:

ε si = − L + dL di .

8. Dacă inductanța nu depinde de mărimea curentului, ecuația se simplifică

ε si = − L dt di .

9. Astfel, EMF de auto-inducție este proporțională cu rata de modificare a mărimii curentului.

10. Când se aplică curent circuitului,

prezentat în figura 14.1.3 în circuit, curentul va crește de la zero la nominal într-o anumită perioadă de timp datorită fenomenului de auto-inducție. Extracurenții emergenti, în conformitate cu regula Lenz, sunt întotdeauna direcționați în sens opus, adică. ele interferează cu cauza care le provoacă. Ele previn creșterea curentului în circuit. Într-un dat

caz, când cheia este închisă, lumina Orez. 13.1.3. Efectuarea și întreruperea curenților nu va izbucni imediat, dar incandescența sa va crește în timp.

11. Când întrerupătorul este conectat în poziţia 1, curenţii suplimentari vor împiedica o creştere a curentului în circuit, iar în poziţia 2, dimpotrivă, curenţii suplimentari vor încetini scăderea curentului principal. Pentru simplitatea analizei, presupunem că rezistența R inclusă în circuit caracterizează rezistența circuitului, rezistența internă a sursei și rezistența activă a bobinei L. Legea lui Ohm în acest caz va lua forma:

ε + εsi = iR ,

unde ε este EMF al sursei, ε si este EMF de auto-inducție, i este valoarea instantanee a curentului, care este o funcție de timp. Să înlocuim ecuația EMF de auto-inducție în legea lui Ohm:

L dt di +iR = ε.

12. Împărțim variabilele în ecuația diferențială:

	Ldi = (ε − iR) dt,
		(ε −iR )

și se integrează presupunând că L este constant: L ∫ ε − di iR = ∫ dt ,

R L ln(ε − iR) = t + const .

13. Se poate observa că soluția generală a ecuației diferențiale poate fi reprezentată astfel:

i(t) = R ε − cons te − RL t .

14. Să determinăm constanta de integrare din condițiile inițiale. La t =0

în în momentul alimentării, curentul din circuit este egal cu zero i(t) = 0. Înlocuind valoarea zero a curentului, se obține:

const = Rε .

15. Rezolvarea ecuației i(t) va lua forma finală:

i(t) =
			− eR .

16. Din ecuație, în special, rezultă că atunci când cheia este închisă (Fig. 13.1.1), puterea curentului va crește exponențial.

C2. După impactul în punctul A, cutia alunecă în sus pe planul înclinat cu o viteză inițială v0 = 5 m/s. În punctul B, cutia se ridică de pe planul înclinat. La ce distanță S de planul înclinat va cădea cutia? Coeficientul de frecare al cutiei pe planul μ = 0,2. Lungimea planului înclinat AB \u003d L \u003d 0,5 m, unghiul de înclinare al planului α \u003d 300. Ignorați rezistența aerului.

1. La deplasarea din poziția inițială, caseta raportată inițial

Orez. 14.2. cutia de zbor energia cinetică este transformată în lucru împotriva forței

frecarea, energia cinetică în punctul B și creșterea energiei potențiale a cutiei:

mv 0 2	Mv B 2	+ μ mgLcosα + mgLcosα ; v0 2 = vB 2 + 2gLcosε (μ + 1) ;
	v B =	v0 2 − 2gLcosα (μ + 1) = 25 − 2 10 0,5 0,87 1,2 4

2. Din punctul B, cutia se va deplasa pe o traiectorie parabolica:

	x(t) = vB cosα t;		y(t) = h + vB sin α t −
	y(τ) = 0; h = Lcosα;
gτ 2	− vB sin ατ − Lcosα = 0; 5τ			− 2τ − 0,435 = 0;			− 0,4τ − 0,087
	τ = 0,2 +	0,04 + 0,087 ≈ 0,57c;

3. Distanța de la planul înclinat până la punctul de cădere: x(τ) = vB cosατ ≈ 4 0,87 0,57 ≈ 1,98m;

C3. Un gaz monoatomic ideal într-o cantitate de ν = 2 mol a fost mai întâi răcit prin reducerea presiunii de 2 ori și apoi încălzit la temperatura inițială T1 = 360 K. Câtă căldură a primit gazul în secțiunea 2 − 3?

1. Temperatura gazului în starea 2:

= νRT;

T2=

p 1 V = ν RT ;

2=180K;

2. Modificarea energiei interne a gazului

în secțiunea 2 → 3:

→3

νR(T - T);

Fig.14.3. Schimbarea stării gazului

U2 → 3 = 1,5

2 8,31 180 ≈ 4487 J;

3. Punctele 2 și 3 se află pe aceeași izobară, prin urmare:

pV = vRT ;

vRT2

= vRT3;

pV3 = vRT3;

4. Funcționarea cu gaz în secțiunea 2 → 3:

A2 → 3 = p(V3 − V2 ) = ν R(T3 − T2 ) ≈ 2992J; 5. Căldura primită de gaz:

Q = U2 → 3 + A2 → 3 ≈ 7478J;

C4. Circuitul electric este format dintr-o sursă EMF cu ε = 21 V cu rezistență internă r = 1 Ohm, rezistențe R1 = 50 Ohm, R2 = 30 Ohm, un voltmetru cu rezistență proprie RV = 320 Ohm și un ampermetru cu rezistență RA = 5 ohmi. Determinați citirile instrumentului.

1. Rezistenta la sarcina:

RV,A = RV + RA = 325 Ohm; R1,2 = R1 + R2 = 80 ohmi; V ≈ 20,4 B;

C5. O particulă cu o masă m = 10 − 7 kg și o sarcină q = 10 − 5 C se deplasează cu o viteză constantă v = 6 m/s de-a lungul unui cerc într-un câmp magnetic cu o inducție B = 1,5 T. Centrul cercului este situat pe axa optică principală a lentilei convergente, iar planul cercului este perpendicular pe axa optică principală și se află la o distanță d = 15 cm de aceasta. Distanța focală a lentilei este F = 10 cm. Pe un cerc de ce rază se mișcă imaginea particulei în lentilă?

1. Raza mișcării particulelor:

QvB; R=

2. Mărirea obiectivului:

; f=

30 cm; Γ = 2;

d - F

3. Raza imaginii:

R* = 2R =

2mv=

2 10− 7 6

≈ 0,08m;

10− 5 1,5

C6. Pe o placă cu aria S = 4 cm2, care reflectă 70% și absoarbe 30% din lumina incidentă, lumina cu lungimea de undă λ = 600 nm este incidentă perpendicular. Puterea fluxului luminos N = 120 W. Câtă presiune exercită lumina asupra plăcii?

1. Presiune ușoară pe placă:						120 (1+ 0,7)
		(1 + p) =			+ ρ) =				≈ 1,7 10	−3
							−4

Exemplu . O particulă de masă m, purtând o sarcină q, zboară într-un câmp magnetic uniform perpendicular pe liniile vectorului LA(Fig. 10). Determinați raza cercului, perioada și frecvența circulară a particulei încărcate.

Decizie . Componenta magnetică a forței Lorentz îndoaie traiectoria particulei, dar nu o scoate din planul perpendicular pe câmp. Valoarea absolută a vitezei nu se modifică, forța rămâne constantă, astfel încât particula se mișcă într-un cerc. Echivalarea componentei magnetice a forței Lorentz cu forța centrifugă

obţinem pentru raza particulei egalitatea

Perioada orbitală a particulei

. (3.3.3)

Frecvența circulară ω este rotația particulei, adică numărul de rotații în 2π secunde,

(3.3.3 ΄).

Răspuns : R = mv/(qB); ω = qB/m; pentru un anumit tip de particule, perioada și frecvența depind doar de inducerea câmpului magnetic.

Luați în considerare mișcarea unei particule care se mișcă la un unghi< 90° к направлению линий вектора LA(Fig. 11). Să determinăm pasul helixului h. Viteză v are două componente, dintre care una v çç = v cosβ, este paralelă LA, celălalt v ^ = v sin β este perpendicular pe liniile de inducție magnetică LA.

Când o particulă se mișcă de-a lungul liniilor LA componenta magnetică a forței este zero, astfel încât particula se mișcă uniform de-a lungul câmpului cu o viteză

vçç = v cosβ.

Pasul de helix

h = v çç T = v T cosβ.

Înlocuind expresia pentru T din formula (1.3.3), obținem:

(3.3.4)

Per element conductor cu curent Id l Forța amperului acționează într-un câmp magnetic.

sau sub formă scalară

dF = I dl B sinα, (3.3.5)

unde α este unghiul dintre elementul conductor și inducția magnetică.

Pentru un conductor de lungime finită, este necesar să se ia integrala:

F= I ∫ . (3.3.6)

Direcția forței Ampère, precum și a forței Lorentz (vezi mai sus), este determinată de regula mâinii stângi. Dar ținând cont de faptul că aici patru degete sunt îndreptate de-a lungul curentului.

Exemplu . Un conductor sub formă de jumătate de inel cu raza R = 5 cm (Fig. 12) este plasat într-un câmp magnetic uniform, ale cărui linii de forță sunt îndreptate departe de noi (reprezentate prin cruci). Găsiți forța care acționează asupra conductorului dacă puterea curentului care circulă prin conductor este I \u003d 2 A, iar inducția câmpului magnetic B \u003d 1 μT.

Decizie . Să folosim formula (3.3.6), ținând cont că sub integrală există un produs vectorial și deci, în ultimă instanță, o mărime vectorială. Este convenabil să găsiți suma vectorilor proiectând vectori - termeni pe axa de coordonate și adunând proiecțiile acestora. Prin urmare, rezolvând problema în formă scalară, integrala poate fi reprezentată ca o sumă de integrale:

F = ∫ dF i , F = ∫ dF x + ∫ dF y.

Conform regulii mâinii stângi, găsim vectorii forță d F acţionând asupra fiecărui element al conductorului (Fig. 12).

Prima integrală din partea dreaptă este egală cu zero, deoarece suma proiecțiilor d F este egal cu zero, după cum urmează din figură: datorită simetriei imaginii, fiecărei proiecții pozitive îi corespunde una negativă de aceeași mărime. Atunci forța dorită este doar egală cu a doua integrală

F = ∫ dF y = ∫ dF cosβ,

unde β este unghiul dintre vectorii d Fși axa ОΥ, iar elementul de lungime al conductorului poate fi reprezentat ca dl = R cos β. Deoarece unghiul este măsurat de pe axa ОΥ la stânga și la dreapta, limitele de integrare vor fi valorile - 90 0 și 90 0 . Înlocuind dl în dF și rezolvând integrala a doua, obținem

F=

Calculul numeric dă: F = 2 2 A 10 -6 T 0,05 m = 2 10 -7 N.

Răspuns: F = 2 10 -7 N.

Legea lui Ampère dă o expresie pentru forța cu care doi infinit de lungi paralele între ele conductor cu curenti , situate la distanța b unul de celălalt:

(3.3.7)

Se poate arăta că conductoarele cu curenți care circulă într-o direcție sunt atrase și respinse în cazul curenților antiparaleli.

pe cadru ( circuit) forțele acționează cu curentul într-un câmp magnetic. Care caută să o transforme astfel. Pentru a face momentul magnetic R m cadru a coincis cu direcția de inducție magnetică. În același timp, cuplul M, care acţionează asupra aria circuitului S cu curentul I, este egal cu

M = I S B sinα, (3.3.8)

unde α este unghiul dintre inducția magnetică și normala cadrului. În formă vectorială

M = [ P m, B].

Poziția în care unghiul α = 0 0 . numit echilibru stabil, iar poziția cu α = 180 0 - echilibru instabil.

Lucrul elementar al câmpului magnetic atunci când cadrul este rotit printr-un unghi α