Со­глас­но за­ко­ну Джо­у­ля  — Ленца ко­ли­че­ство вы­де­ля­е­мо­го тепла в про­вод­ни­ке опре­де­ля­ет­ся вы­ра­же­ни­ем От­сю­да на­хо­дим время про­хож­де­ния тока по про­вод­ни­ку:

Ответ: 900.

Со­глас­но за­ко­ну Ома, сила тока, со­про­тив­ле­ние про­вод­ни­ка и на­пря­же­ние между его кон­ца­ми свя­за­ны со­от­но­ше­ни­ем Ис­поль­зуя гра­фик, на­хо­дим со­про­тив­ле­ние про­вод­ни­ка

Ответ: 4.

Мо­дуль раз­но­сти по­тен­ци­а­лов между точ­ка­ми, рас­по­ло­жен­ны­ми на одной си­ло­вой линии, свя­за­на с рас­сто­я­ни­ем между этими точ­ка­ми и на­пря­жен­но­стью од­но­род­но­го элек­три­че­ско­го поля со­от­но­ше­ни­ем

Ответ: 5.

Сила тока, по опре­де­ле­нию, есть ско­рость про­те­ка­ния за­ря­да. Таким об­ра­зом, за 20 минут при силе тока в про­вод­ни­ке 0,5 А по нему прой­дет заряд

Ответ: 600.

Ра­бо­та тока за время t свя­за­на с на­пря­же­ни­ем и силой тока со­от­но­ше­ни­ем Из ри­сун­ка видно, что на­пря­же­ние равно а сила тока Сле­до­ва­тель­но, ра­бо­та тока равна

Ответ: 630.

Опре­де­лим, до ка­ко­го за­ря­да за­ря­дит­ся кон­ден­са­тор: Ра­бо­та ис­точ­ни­ка за­клю­ча­ет­ся в пе­ре­но­се за­ря­да с одной пла­сти­ны кон­ден­са­то­ра на дру­гую и равна, сле­до­ва­тель­но, сле­ду­ю­щей ве­ли­чи­не:

Ответ: 4.

При­ме­ча­ние

Об­ра­ти­те вни­ма­ние на стан­дарт­ную ошиб­ку, ко­то­рую обыч­но до­пус­ка­ют при ре­ше­нии по­доб­ных задач. Если по­пы­тать­ся вос­поль­зо­вать­ся за­ко­ном со­хра­не­ния энер­гии, и за­клю­чить, что ра­бо­та ис­точ­ни­ка равна энер­гии за­ря­жен­но­го кон­ден­са­то­ра, то это будет не­пра­виль­но. Дей­стви­тель­но, энер­гия кон­ден­са­то­ра равна Это вдвое мень­ше по­лу­чен­но­го нами ранее от­ве­та, Воз­ни­ка­ет во­прос, куда же тра­тит­ся остав­ша­я­ся часть ра­бо­ты ис­точ­ни­ка? Ответ прост: при за­ряд­ке кон­ден­са­то­ра все­гда вы­де­ля­ет­ся тепло на со­еди­ни­тель­ных про­во­дах. Имен­но на это и тра­тит­ся остав­ша­я­ся ра­бо­та. Вни­ма­тель­ный чи­та­тель спро­сит: «Про­сти­те, но в схеме, опи­сан­ной в усло­вии, нет ак­тив­но­го со­про­тив­ле­ния, на ко­то­ром это тепло могло бы вы­де­лять­ся. Как же так?» Ответ на это воз­ра­же­ние сле­ду­ю­щий: «Со­про­тив­ле­ние есть все­гда, про­сто ино­гда мы им пре­не­бре­га­ем, схема без ак­тив­ных со­про­тив­ле­ний, на­при­мер, иде­аль­ный ко­ле­ба­тель­ный кон­тур  — это не­ко­то­рая иде­а­ли­за­ция, мо­дель. В за­да­че о за­ряд­ке кон­ден­са­то­ра, мо­дель цепи без со­про­тив­ле­ния не яв­ля­ет­ся за­кон­ной. К сча­стью, если счи­тать ра­бо­ту так, как по­ка­за­но в ре­ше­нии, то ответ не за­ви­сит от того, есть ли со­про­тив­ле­ние».

Важно, что если про­ве­сти ак­ку­рат­ный рас­чет в цепи с со­про­тив­ле­ни­ем и по­счи­тать вы­де­лив­ше­е­ся на со­про­тив­ле­нии за время за­ряд­ки тепло, то оно в точ­но­сти будет равно Так что ни­ка­ких про­блем с за­ко­ном со­хра­не­ния энер­гии нет.

Опре­де­лим, до ка­ко­го за­ря­да за­ря­дит­ся кон­ден­са­тор: Ра­бо­та ис­точ­ни­ка за­клю­ча­ет­ся в пе­ре­но­се за­ря­да с одной пла­сти­ны кон­ден­са­то­ра на дру­гую и, сле­до­ва­тель­но, равна сле­ду­ю­щей ве­ли­чи­не: Энер­гия элек­три­че­ско­го поля в кон­ден­са­то­ре равна Ра­бо­та ис­точ­ни­ка идет на энер­гию кон­ден­са­то­ра и на вы­де­ле­ния тепла в про­цес­се за­ряд­ки зна­чит

Ответ: 2.

То, что при­бо­ры иде­аль­ные, озна­ча­ет, что они своим при­сут­стви­ем не вно­сят ни­ка­ких из­ме­не­ний в схему, и их по­ка­за­ния от­ра­жа­ют ре­аль­ные зна­че­ния силы тока и на­пря­же­ния в цепи. Ко­ли­че­ство теп­ло­ты, вы­де­ля­ю­щей­ся на ре­зи­сто­ре за время t свя­за­но с на­пря­же­ни­ем на ре­зи­сто­ре и те­ку­щим через него током со­от­но­ше­ни­ем:

Таким об­ра­зом, за 1 с на ре­зи­сто­ре вы­де­лит­ся тепло:

Ответ: 16.

Ра­бо­та элек­три­че­ско­го поля вы­пол­ня­ет­ся по тор­мо­же­нию элек­тро­на, в ре­зуль­та­те ко­то­рой ки­не­ти­че­ская энер­гия умень­ша­ет­ся от до нуля. По тео­ре­ме о ки­не­ти­че­ской энер­гии :

от­ку­да на­хо­дим рас­сто­я­ние, ко­то­рое про­ле­тит элек­трон до пол­ной по­те­ри ско­ро­сти:

Ответ: 6 см.

То­чеч­ные за­ря­ды вза­и­мо­дей­ствую с силой

Ответ: 3,6.

На­пря­жен­ность поля в кон­ден­са­то­ре может быть вы­чис­ле­на по фор­му­ле:

Заряд на об­клад­ках кон­ден­са­то­ра свя­зан с ем­ко­стью и на­пря­же­ни­ем:

Ответ: 20.

На­пря­же­ние между пла­сти­на­ми кон­ден­са­то­ра равно

Заряд кон­ден­са­то­ра может быть най­ден по фор­му­ле:

Ответ: 4,5 мкКл.

Мощ­ность, ток и на­пря­же­ние свя­за­ны фор­му­лой: от­ку­да

Ответ: 0,75.

Ра­бо­та элек­три­че­ско­го тока равна по­треб­лен­ной элек­тро­энер­гии, ко­то­рая по усло­вию равна 200 кВт · ч.

Пе­ре­во­дим эту ве­ли­чи­ну в Джо­у­ли: 200 кВт · ч  =  200 · 1000 Вт · 3600 с  =  720 · 10⁶ Дж  =  720 МДж.

Ответ: 720.

По за­ко­ну Ку­ло­на:

Ответ: 6,4.

По за­ко­ну Ку­ло­на:

Ответ: 0,4.

Из за­ко­на Ку­ло­на сле­ду­ет, что рас­сто­я­ние между за­ря­да­ми

Ответ: 0,15.

Ра­бо­та по пе­ре­ме­ще­нию за­ря­да равна

Ответ: 9.

На ка­пель­ку со сто­ро­ны элек­три­че­ско­го поля кон­ден­са­то­ра дей­ству­ет сила при­чем на­пря­жен­ность поля и сила тя­же­сти mg, при­чем масса ка­пель­ки

По усло­вию за­да­чи ка­пель­ка на­хо­дит­ся в рав­но­ве­сии. По вто­ро­му за­ко­ну Нью­то­на при уско­ре­нии, рав­ном нулю:

В про­ек­ции на вер­ти­каль­ную ось:

Объ­еди­няя урав­не­ния, на­хо­дим заряд ка­пель­ки:

Ответ:

1.  Верно. Свет пе­ре­хо­дит из менее оп­ти­че­ски плот­ной среды в более плот­ную, по­это­му угол па­де­ния боль­ше угла пре­лом­ле­ния.

2.  Верно. Угол па­де­ния равен углу от­ра­же­ния, сле­до­ва­тель­но, при уве­ли­че­нии угла па­де­ния угол между па­да­ю­щим и от­ра­жен­ным лу­ча­ми будет уве­ли­чи­вать­ся.

3.  Не­вер­но. Вто­рая среда более оп­ти­че­ски плот­ная, по­это­му угол пре­лом­ле­ния дол­жен быть мень­ше угла пре­лом­ле­ния и не может быть рав­ным 60°.

4.  Не­вер­но. Из за­ко­на пре­лом­ле­ния света

5.  Верно. Пол­ное внут­рен­нее от­ра­же­ние может на­блю­дать­ся при пе­ре­хо­де из более плот­ной среды в менее плот­ную.

Ответ: 125.

Из ри­сун­ка сле­ду­ет, что три ре­зи­сто­ра со­еди­не­ны по­сле­до­ва­тель­но. Сле­до­ва­тель­но, сила тока на всех участ­ках цепи оди­на­ко­ва. Тогда из за­ко­на Ома для участ­ка цепи на­хо­дим на­пря­же­ние на пер­вом ре­зи­сто­ре:

Ответ: 0,8.

Ре­зи­сто­ры со­еди­не­ны по­сле­до­ва­тель­но, сле­до­ва­тель­но, сила тока в них оди­на­ко­ва. Из со­от­но­ше­ния на­хо­дим на­пря­же­ние на тре­тьем ре­зи­сто­ре:

Ответ: 4,8.

Сила вза­и­мо­дей­ствия то­чеч­ных за­ря­дов даётся за­ко­ном Ку­ло­на: Тогда мо­дуль ве­ли­чи­ны за­ря­да может быть рас­счи­тан как:

Ответ: 0,19 мкКл.

В со­от­вет­ствии с за­ко­ном Ома ток, про­те­ка­ю­щий через ре­зи­стор, со­ста­вит:

Ответ: 2,4.

Ёмкость кон­ден­са­то­ра по опре­де­ле­нию равна от­но­ше­нию мо­ду­ля за­ря­да на каж­дой из

об­кла­док к на­пря­же­нию между ними:

Тогда заряд об­клад­ки кон­ден­са­то­ра можно рас­счи­тать сле­ду­ю­щим об­ра­зом:

Ответ: 0,85 мкКл.

Раз­ность по­тен­ци­а­лов пред­став­ля­ет собой ра­бо­ту по пе­ре­но­су еди­нич­но­го за­ря­да между точ­ка­ми поля. Сле­до­ва­тель­но, раз­ность по­тен­ци­а­лов равна

Ответ: 30.

По­ка­за­ния ам­пер­мет­ра и вольт­мет­ра при пер­вом со­про­тив­ле­нии рео­ста­та по­ме­тим ин­дек­сом 1, по­ка­за­ния при вто­ром зна­че­нии со­про­тив­ле­ния  — ин­дек­сом 2. Тогда, ис­поль­зуя закон Ома для пол­ной цепи, для опре­де­ле­ния внут­рен­не­го со­про­тив­ле­ния ис­точ­ни­ка тока r можно на­пи­сать си­сте­му урав­не­ний :

Учи­ты­вая закон Ома для участ­ка цепи по­лу­ча­ем:

От­ку­да на­хо­дим внут­рен­нее со­про­тив­ле­ние ис­точ­ни­ка тока:

Ответ: 2 Ом.