Физика ЕГЭ - Молекулярная физика−электродинамика. Качественная задача - Электричество и магнетизм

Задача 2914

За­мкну­тое мед­ное коль­цо под­ве­ше­но на длин­ных нитях вб­ли­зи ка­туш­ки ин­дук­тив­но­сти, за­креп­лен­ной на столе и под­клю­чен­ной к ис­точ­ни­ку по­сто­ян­но­го тока (см. рис.). Пер­во­на­чаль­но элек­три­че­ская цепь ка­туш­ки разо­мкну­та. Как будет дви­гать­ся коль­цо при за­мы­ка­нии цепи? Ответ по­яс­ни­те, ис­поль­зуя фи­зи­че­ские за­ко­но­мер­но­сти.

Задача 2923

На ри­сун­ке изоб­ра­же­ны две изо­ли­ро­ван­ные друг от друга элек­три­че­ские цепи.

Пер­вая со­дер­жит по­сле­до­ва­тель­но со­еди­нен­ные ис­точ­ник тока, рео­стат, ка­туш­ку ин­дук­тив­но­сти и ам­пер­метр, а вто­рая  — про­во­лоч­ный моток, к кон­цам ко­то­ро­го при­со­еди­нен галь­ва­но­метр, изоб­ра­жен­ный на ри­сун­ке спра­ва. Ка­туш­ка и моток на­де­ты на же­лез­ный сер­деч­ник. Как будут из­ме­нять­ся по­ка­за­ния при­бо­ров, если ка­туш­ку, при­со­еди­нен­ную к ис­точ­ни­ку тока, плав­но пе­ре­ме­щая вверх, снять с сер­деч­ни­ка? Ответ по­яс­ни­те, ука­зав, какие фи­зи­че­ские за­ко­но­мер­но­сти вы ис­поль­зо­ва­ли для объ­яс­не­ния.

Задача 2924

На фо­то­гра­фии изоб­ра­же­на элек­три­че­ская цепь, со­сто­я­щая из ре­зи­сто­ра, рео­ста­та, ключа, циф­ро­вых вольт­мет­ра, под­клю­чен­но­го к ба­та­рее, и ам­пер­мет­ра. Ис­поль­зуя за­ко­ны по­сто­ян­но­го тока, объ­яс­ни­те, как из­ме­нит­ся (уве­ли­чит­ся или умень­шит­ся) сила тока в цепи и на­пря­же­ние на ба­та­рее при пе­ре­ме­ще­нии движ­ка рео­ста­та в край­нее пра­вое по­ло­же­ние.

Задача 2928

На ри­сун­ке при­ве­де­на элек­три­че­ская цепь, со­сто­я­щая из галь­ва­ни­че­ско­го эле­мен­та, рео­ста­та, транс­фор­ма­то­ра, ам­пер­мет­ра и вольт­мет­ра.

В на­чаль­ный мо­мент вре­ме­ни пол­зу­нок рео­ста­та уста­нов­лен по­се­ре­ди­не и не­по­дви­жен. Опи­ра­ясь на за­ко­ны элек­тро­ди­на­ми­ки, объ­яс­ни­те, как будут из­ме­нять­ся по­ка­за­ния при­бо­ров в про­цес­се пе­ре­ме­ще­ния пол­зун­ка рео­ста­та впра­во. ЭДС са­мо­ин­дук­ции пре­не­бречь по срав­не­нию с \mathcal E.

Задача 3067

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.

Задача 3071

Рамку с по­сто­ян­ным током удер­жи­ва­ют не­по­движ­но в поле по­ло­со­во­го маг­ни­та (см. рис.). По­ляр­ность под­клю­че­ния ис­точ­ни­ка тока к вы­во­дам рамки по­ка­за­на на ри­сун­ке. Как будет дви­гать­ся рамка на не­по­движ­ной оси MО, если рамку не удер­жи­вать?

Ответ по­яс­ни­те, ука­зав, какие фи­зи­че­ские за­ко­но­мер­но­сти вы ис­поль­зо­ва­ли для объ­яс­не­ния. Счи­тать, что рамка ис­пы­ты­ва­ет не­боль­шое со­про­тив­ле­ние дви­же­нию со сто­ро­ны воз­ду­ха.

Задача 3656

В за­зо­ре между по­лю­са­ми элек­тро­маг­ни­та со­зда­но силь­ное маг­нит­ное поле, линии ин­дук­ции ко­то­ро­го прак­ти­че­ски го­ри­зон­таль­ны. Над за­зо­ром на не­ко­то­рой вы­со­те удер­жи­ва­ют длин­ную плос­кую мед­ную пла­стин­ку, па­рал­лель­ную вер­ти­каль­ным по­верх­но­стям по­лю­сов (см. рис.). Затем пла­стин­ку от­пус­ка­ют без на­чаль­ной ско­ро­сти, и она па­да­ет, про­хо­дя через зазор между по­лю­са­ми, не ка­са­ясь их. Опи­ши­те, опи­ра­ясь на фи­зи­че­ские за­ко­ны, как и по­че­му будет из­ме­нять­ся ско­рость пла­стин­ки во время ее па­де­ния.

Задача 4508

К ко­ле­ба­тель­но­му кон­ту­ру под­со­еди­ни­ли ис­точ­ник тока, на клем­мах ко­то­ро­го на­пря­же­ние гар­мо­ни­че­ски ме­ня­ет­ся с ча­сто­той \nu. Элек­тро­ем­кость С кон­ден­са­то­ра ко­ле­ба­тель­но­го кон­ту­ра можно плав­но ме­нять от ми­ни­маль­но­го зна­че­ния C_\min до мак­си­маль­но­го C_\max, а ин­дук­тив­ность его ка­туш­ки по­сто­ян­на. Уче­ник по­сте­пен­но уве­ли­чи­вал ем­кость кон­ден­са­то­ра от ми­ни­маль­но­го зна­че­ния до мак­си­маль­но­го и об­на­ру­жил, что ам­пли­ту­да силы тока в кон­ту­ре все время воз­рас­та­ла. Опи­ра­ясь на свои зна­ния по элек­тро­ди­на­ми­ке, объ­яс­ни­те на­блю­де­ния уче­ни­ка.

Задача 4963

В схеме на ри­сун­ке со­про­тив­ле­ние ре­зи­сто­ра и пол­ное со­про­тив­ле­ние рео­ста­та равны R, ЭДС ба­та­рей­ки равна Е, ее внут­рен­нее со­про­тив­ле­ние ни­чтож­но (r = 0). Как ведут себя (уве­ли­чи­ва­ют­ся, умень­ша­ют­ся, оста­ют­ся по­сто­ян­ны­ми) по­ка­за­ния иде­аль­но­го вольт­мет­ра при пе­ре­ме­ще­нии движ­ка рео­ста­та из край­не­го верх­не­го в край­нее ниж­нее по­ло­же­ние? Ответ по­яс­ни­те, ука­зав, какие фи­зи­че­ские за­ко­но­мер­но­сти Вы ис­поль­зо­ва­ли для объ­яс­не­ния.

Задача 5418

Ка­туш­ка, об­ла­да­ю­щая ин­дук­тив­но­стью L, со­еди­не­на с ис­точ­ни­ком пи­та­ния с ЭДС \mathcalE и двумя оди­на­ко­вы­ми ре­зи­сто­ра­ми R. Элек­три­че­ская схема со­еди­не­ния по­ка­за­на на рис 1. В на­чаль­ный мо­мент ключ в цепи разо­мкнут. В мо­мент вре­ме­ни t  =  0 ключ за­мы­ка­ют, что при­во­дит к из­ме­не­ни­ям силы тока, ре­ги­стри­ру­е­мым ам­пер­мет­ром, как по­ка­за­но на рис. 2.

Рис. 1

Рис. 2

Ос­но­вы­ва­ясь на из­вест­ных фи­зи­че­ских за­ко­нах, объ­яс­ни­те, по­че­му при за­мы­ка­нии ключа сила тока плав­но уве­ли­чи­ва­ет­ся до не­ко­то­ро­го но­во­го зна­че­ния I_1. Опре­де­ли­те зна­че­ние силы тока  I_1. Внут­рен­ним со­про­тив­ле­ни­ем ис­точ­ни­ка тока пре­не­бречь.

Задача 5742

Элек­три­че­ские ва­ку­ум­ные лампы на­ка­ли­ва­ния со спи­раль­ной воль­фра­мо­вой нитью на­ка­ла имеют до­воль­но огра­ни­чен­ный срок служ­бы, обыч­но не пре­вы­ша­ю­щий 1000 часов. В про­цес­се дли­тель­ной ра­бо­ты на внут­рен­ней по­верх­но­сти стек­лян­ной колбы лампы по­яв­ля­ет­ся чер­ный налет. Лампы, про­ра­бо­тав­шие до­воль­но долго, обыч­но пе­ре­го­ра­ют в мо­мент вклю­че­ния, когда на них по­да­ет­ся на­пря­же­ние.

 

Объ­яс­ни­те, ос­но­вы­ва­ясь на из­вест­ных фи­зи­че­ских за­ко­нах и за­ко­но­мер­но­стях, при­чи­ну об­ра­зо­ва­ния на­ле­та на стен­ках колбы и пе­ре­го­ра­ние ламп в мо­мент их вклю­че­ния.

Задача 6067

Если 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 не­от­кло­нен­но­му 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 за­креп­лен на изо­ли­ру­ю­щей под­став­ке. Через изо­ли­ру­ю­щую втул­ку внутрь кор­пу­са свер­ху вхо­дит ме­тал­ли­че­ская труб­ка, за­кан­чи­ва­ю­ща­я­ся внизу стерж­нем с уста­нов­лен­ной на нем 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.

Задача 6216

Два плос­ких воз­душ­ных кон­ден­са­то­ра под­клю­че­ны к оди­на­ко­вым ис­точ­ни­кам по­сто­ян­но­го на­пря­же­ния и оди­на­ко­вым лам­пам, как по­ка­за­но на ри­сун­ках а и б.

Рис. а

Рис. б

Кон­ден­са­то­ры имеют оди­на­ко­вую пло­щадь пла­стин, но раз­ли­ча­ют­ся рас­сто­я­ни­ем между пла­сти­на­ми. В не­ко­то­рый мо­мент вре­ме­ни ключи К в обеих схе­мах пе­ре­во­дят из по­ло­же­ния 1 в по­ло­же­ние 2. Опи­ра­ясь на за­ко­ны элек­тро­ди­на­ми­ки, объ­яс­ни­те, в каком из при­ве­ден­ных опы­тов при пе­ре­клю­че­нии ключа лампа вспых­нет ярче. Со­про­тив­ле­ни­ем со­еди­ня­ю­щих про­во­дов пре­не­бречь.

Задача 6431

В ниж­ней по­ло­ви­не не­за­ря­жен­но­го ме­тал­ли­че­ско­го шара на­хо­дит­ся круп­ная ша­ро­об­раз­ная по­лость, за­пол­нен­ная воз­ду­хом. Шар на­хо­дит­ся в воз­ду­хе вдали от дру­гих пред­ме­тов. В центр по­ло­сти по­ме­щен по­ло­жи­тель­ный то­чеч­ный заряд q боль­ше 0 (см. рис.). На­ри­суй­те кар­ти­ну си­ло­вых линий элек­тро­ста­ти­че­ско­го поля внут­ри по­ло­сти и сна­ру­жи шара. Если поле равно нулю, на­пи­ши­те в дан­ной об­ла­сти: \vecE=0. Если поле от­лич­но от нуля, на­ри­суй­те кар­ти­ну поля в дан­ной об­ла­сти, ис­поль­зуя во­семь си­ло­вых линий.

Задача 6473

В схеме, изоб­ра­жен­ной на ри­сун­ке, ЭДС ис­точ­ни­ка равно ℰ, а внут­рен­нее со­про­тив­ле­ние мало. Опре­де­ли­те как будут из­ме­нят­ся по­ка­за­ния иде­аль­ных вольт­мет­ра и ам­пер­мет­ра при уве­ли­че­нии со­про­тив­ле­ния рео­ста­та.