№14 Электродинамика (анализ физических процессов - выбор верных утверждений) —Каталог задач по ЕГЭ - Физика

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#86214

От деревянного кольца № 1 отодвигают южный полюс полосового магнита, а от медного кольца № 2 – северный полюс такого же магнита (см. рисунок).

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения относительно наблюдаемых явлений.

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения относительно этих опытов.
1) Кольцо №1 отталкивается от магнита.
2) В кольце №1 не возникает индукционный ток.
3) Модуль магнитного потока через кольцо №2 увеличивается.
4) Модуль магнитного потока через кольцо №1 не меняется.
5) Кольцо №2 следует за магнитом.

Показать ответ и решение

1) $Н еверно$
Дерево не является проводником, следовательно, индукционного тока в кольце появляться не будет и кольцо с магнитом взаимодействовать не будет.
2) $В ерно$
См. пункт 1.
3) $Н еверно$
Так как медь является проводником, то во втором кольце будет создаваться такой индукционный ток. Линии магнитной индукции в магните "входят"в южный полюс и "выходят"в северном, значит, вблизи магнита линии магнитной индукции направлены вправо. По закону Ленца направление индукционного тока будет иметь такое направление, чтобы препятствовать изменению магнитного потока. При выдвижении магнита, магнитный поток будет уменьшаться, значит, вектор магнитной индукции индукционного тока направлен также вправо, а направление индукционного тока,по правилу правой руки (буравчика), против часовой стрелки. Поэтому, когда магнит вставляют в металлическое кольцо, он отталкивается от магнита, а когда вынимают – притягивается.
4) $Н еверно$
Нет, так как магнитный поток, созданный магнитом, будет существовать внутри кольца и при отдалении магнита он будет уменьшаться.
5) $В ерно$
См. пункт 3.

Ответ: 25

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 2#85587

Две маленькие закреплённые бусинки, расположенные в точках А и B, несут на себе заряды $+ q >0$ и $− 2q$ соответственно (см. рисунок). Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения относительно этой ситуации.

1) Модуль силы Кулона, действующей на бусинку А, в 2 раза меньше модуля силы Кулона, действующую на бусинку В.

2) Если бусинки соединить незаряженной стеклянной палочкой, их заряды не изменятся.

3) Напряжённость результирующего электростатического поля в точке С направлена горизонтально влево.

4) Если бусинки соединить медной проволокой, они будут отталкивать друг друга.

5) На бусинку А со стороны бусинки В действует сила Кулона, направленная горизонтально вправо.

Показать ответ и решение

1) $Н еверно$
Сила Кулона равна

q⋅2q F = k-r2-.

При этом по третьему закону Ньютона эта сила действует на бусинки одинаково.
2) $В ерно$
Стеклянная палочка является диэлектриком, следовательно, при соединении бусинок стеклянной палочкой их заряды не изменятся.
3) $Н еверно$
Бусинка $A$ заряжена положительна, значит, вектор напряженности, создаваемый бусинкой $A$ , направлен вправо, при этом его модуль равен:

EA0 = kq , r2

где $r = AC$ .
Бусинка $B$ заряжена отрицательно, значит, вектор напряженности, создаваемый бусинкой $B$ , направлен вправо, при этом его модуль равен:

EB0 = k-⋅22q, r

где $r = CB$ .
Тогда общая напряженность в точке $C$ по принципу суперпозиции:

k ⋅q k⋅2q 3kq EC0 = EA0 +EB0 =-r2-+ -r2- = r2-.

и направлена вправо
4) $В ерно$
Так как бусинки соединяют проводником, то произойдет перераспределение зарядов. Так как бусинки можно считать одинаковыми по размерам, то их заряд после соединения будет равен, его можно найти из закона сохранения заряда:

′ ′ q q − 2q =2q ⇒ q = − 2.

Так как заряды бусинок будут одинаковы, то бусинки будут отталкиваться.
5) $В ерно$
Да, противоположные заряды притягиваются.

Ответ: 245

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 3#84978

Нихромовый проводник АБ подвешен на тонких медных проволочках к деревянной балке и подключён к источнику постоянного напряжения так, как показано на рисунке. Справа от проводника находится южный полюс постоянного магнита. Ползунок реостата плавно перемещают влево.

$PIC$

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения.

1) Линии индукции магнитного поля, созданного магнитом вблизи проводника АБ, направлены влево.

2) Сила натяжения проволочек, на которых подвешен проводник АБ, увеличивается.

3) Сила Ампера, действующая на проводник АБ, увеличивается.

4) Сопротивление внешней цепи увеличивается.

5) Сила тока, протекающего через проводник АБ, увеличивается.

Показать ответ и решение

1) $Н еверно$ Силовые линии «выходят» из северного полюса и «входят» в южным.

$PIC$

2) $Верно$ При перемещении ползунка реостата влево его сопротивление уменьшается, значит, сопротивление внешней цепи уменьшается.

$PIC$

Ток по проводнику течет от «+» к «-» (см. рис. пункт 1). Для определения направления силы Ампера воспользуемся правилом левой руки. Силовые линии входят в ладонь, 4 пальца левой руки направляем вдоль силы тока, следовательно, сила Ампера направляется вниз (см. рис. пункт 1) Найдем её модуль:

FA = IBl,

где $I$ – сила тока через проводник, $B$ – модуль вектора магнитной индукции, $l$ – длина проводника.

Сила тока через проводник равна силе тока в цепи, которая вычисляется по формуле:

I =--ℰ-- R + r,

где $ℰ$ – ЭДС источника, $R$ – сопротивление реостата, $r$ – внутреннее сопротивление источника.

Так как сопротивление уменьшается, то сила тока увеличивается, следовательно, увеличивается и сила Ампера.

Запишем второй закон Ньютона с учетом, что проводник покоится:

FA + 2T = mg

где $T$ – сила натяжения нити (так как их 2, то действует $2T$ ), $mg$ – сила тяжести.

Так как сила Ампера увеличивается, то сила натяжения нитей увеличивается.

3) $Верно$

Да, см. пункт 2.

4) $Неверно$

Нет, при перемещении ползунка реостата влево его сопротивление уменьшается, значит, сопротивление внешней цепи уменьшается.

5) $Верно$

Да, см. пункт 2.

Ответ: 235

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 4#84725

От деревянного кольца № 1 отодвигают южный полюс полосового магнита, а от медного кольца № 2 – северный полюс такого же магнита (см. рисунок).

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения относительно наблюдаемых явлений.

1) В кольце № 1 возникает индукционный ток.

2) В кольце № 2 индукционный ток не возникает.

3) Кольцо № 1 не взаимодействует с магнитом.

4) Кольцо № 2 притягивается к магниту.

5) В кольце № 1 возникает ЭДС электромагнитной индукции.

Показать ответ и решение

1) $Н еверно$
Дерево не является проводником, следовательно, индукционного тока в кольце появляться не будет и кольцо с магнитом взаимодействовать не будет.
2) $Н еверно$
Так как медь является проводником, то во втором кольце будет создаваться индукционный ток.
3) $В ерно$
См. пункт 1.
4) $В ерно$
Так как медь является проводником, то во втором кольце будет создаваться индукционный ток. Линии магнитной индукции в магните "входят"в южный полюс и "выходят"в северном, значит, вблизи магнита линии магнитной индукции направлены вправо. По закону Ленца направление индукционного тока будет иметь такое направление, чтобы препятствовать изменению магнитного потока. При выдвижении магнита, магнитный поток будет уменьшаться, значит, вектор магнитной индукции индукционного тока направлен также вправо, а направление индукционного тока,по правилу правой руки (буравчика), против часовой стрелки. Поэтому, когда магнит вставляют в металлическое кольцо, он отталкивается от магнита, а когда вынимают – притягивается.
5) $Н еверно$
Нет, см. пункт 1.

Ответ: 34

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 5#84081

Алюминиевый проводник АБ подвешен на тонких медных проволочках к деревянной балке и подключён к источнику постоянного напряжения так, как показано на рисунке. Справа от проводника находится южный полюс постоянного магнита. Ползунок реостата плавно перемещают влево.

$PIC$

Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения.
1) Сопротивление во внешней цепи источника увеличивается.
2) Линии индукции магнитного поля, созданного магнитом вблизи проводника АБ, направлены влево.
3) Сила тока, протекающего через проводник АБ, увеличивается.
4) Сила Ампера, действующая на проводник АБ, увеличивается.
5) Силы натяжения проволочек, на которых подвешен проводник АБ, уменьшаются.

Показать ответ и решение

1) $Н еверно$

При перемещении ползунка реостата влево его сопротивление уменьшается, значит, сопротивление внешней цепи уменьшается.

2) $Неверно$
Силовые линии «выходят» из северного полюса и «входят» в южным.

$PIC$

3) $Верно$

Сила тока через проводник равна силе тока в цепи, которая вычисляется по формуле:

--ℰ-- I = R + r,

где $ℰ$ – ЭДС источника, $R$ – сопротивление реостата, $r$ – внутреннее сопротивление источника.

Так как сопротивление уменьшается, то сила тока увеличивается.

4) $Верно$

Ток по проводнику течет от «+» к «-» (см. рис. пункт 1). Для определения направления силы Ампера воспользуемся правилом левой руки. Силовые линии входят в ладонь, 4 пальца левой руки направляем вдоль силы тока, следовательно, сила Ампера направляется вниз (см. рис. пункт 1) Найдем её модуль:

FA = IBl,

где $I$ – сила тока через проводник, $B$ – модуль вектора магнитной индукции, $l$ – длина проводника.

Сила тока через проводник равна силе тока в цепи, которая вычисляется по формуле:

I =--ℰ-- R + r,

где $ℰ$ – ЭДС источника, $R$ – сопротивление реостата, $r$ – внутреннее сопротивление источника.

Так как сопротивление уменьшается, то сила тока увеличивается, следовательно, увеличивается и сила Ампера.

5) $Неверно$

$PIC$

Ток по проводнику течет от «+» к «-» (см. рис. пункт 1). Для определения направления силы Ампера воспользуемся правилом левой руки. Силовые линии входят в ладонь, 4 пальца левой руки направляем вдоль силы тока, следовательно, сила Ампера направляется вниз (см. рис. пункт 1) Найдем её модуль:

FA = IBl,

где $I$ – сила тока через проводник, $B$ – модуль вектора магнитной индукции, $l$ – длина проводника.

Сила тока через проводник равна силе тока в цепи, которая вычисляется по формуле:

ℰ I = R-+-r,

где $ℰ$ – ЭДС источника, $R$ – сопротивление реостата, $r$ – внутреннее сопротивление источника.

Так как сопротивление уменьшается, то сила тока увеличивается, следовательно, увеличивается и сила Ампера.

Запишем второй закон Ньютона с учетом, что проводник покоится:

FA + 2T = mg

где $T$ – сила натяжения нити (так как их 2, то действует $2T$ ), $mg$ – сила тяжести.

Так как сила Ампера увеличивается, то сила натяжения нитей увеличивается.

Ответ: 34

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 6#65366

Медный стержень АБ подвешен на тонких медных проволочках и подключён к источнику постоянного напряжения – так, как показано на рисунке. Справа вблизи проводника находится северный полюс постоянного магнита. Ползунок реостата плавно перемещают вправо.

$PIC$

Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения.

1) Сопротивление реостата уменьшается.

2) Линии индукции магнитного поля, созданного магнитом, вблизи проводника АБ направлены влево.

3) Сила тока, протекающего через стержень АБ, увеличивается.

4) Сила Ампера, действующая на проводник АБ, уменьшается.

5) Силы натяжения проволочек, на которых подвешен стержень АБ, уменьшаются.

Показать ответ и решение

1) $Н еверно$

При перемещении ползунка реостата вправо его сопротивление увеличивается.

2) $Верно$

Силовые линии ”выходят” из северного полюса и ”входят” в южным (см. рисунок):

3) $Неверно$

Сила тока через проводник равна силе тока в цепи, которая вычисляется по формуле:

I =--ℰ-- R + r,

где $ℰ$ – ЭДС источника, $R$ – сопротивление реостата, $r$ – внутреннее сопротивление источника.

Так как сопротивление реостата увеличивается, то сила тока уменьшается.

4) $Верно$

Ток по проводнику течет от ”+” к ”-” (см .рис. пункт 2). Для определения направления силы Ампера воспользуемся правилом левой руки. Силовые линии входят в ладонь, 4 пальца левой руки направляем вдоль силы тока, следовательно, сила Ампера направляется вверх (см .рис. пункт 2). Найдем её модуль:

FA = IBl,

где $I$ – сила тока через проводник, $B$ – модуль вектора магнитной индукции, $l$ – длина проводника.

Сила тока через проводник равна силе тока в цепи, которая вычисляется по формуле:

--ℰ-- I = R + r,

где $ℰ$ – ЭДС источника, $R$ – сопротивление реостата, $r$ – внутреннее сопротивление источника.

Так как сопротивление увеличивается, то сила тока уменьшается, следовательно, уменьшается и сила Ампера.

5) $Неверно$

Расставим силы, действующие на проводник

где $T$ – сила натяжения нити (так как их 2, то действует $2T$ ), $mg$ – сила тяжести.

Запишем второй закон Ньютона. с учетом, что проводник покоится:

FA + 2T = mg

Так как сила Ампера уменьшается, то сила натяжения нитей увеличивается.

Ответ: 24

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 7#65308

Проволочная рамка площадью $2 60 см$ помещена в однородное магнитное поле так, что плоскость рамки перпендикулярна вектору индукции $B$ . Проекция $Bn$ индукции магнитного поля на нормаль к плоскости рамки изменяется во времени t согласно графику на рисунке.

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения о процессах, происходящих в рамке.

1) Модуль ЭДС электромагнитной индукции, возникающей в рамке, максимален в интервале времени от 1 до 2 мс.

2) Магнитный поток через рамку в интервале времени от 2 до 4 оставался равен 12 мВб.

3) Модуль ЭДС электромагнитной индукции, возникающей в рамке, минимален в интервале времени от 0 до 1 мс.

4) Модуль ЭДС электромагнитной индукции, возникающей в рамке, в интервале времени от 4 до 6 мс равен 24 В.

5) Модуль скорости изменения магнитного потока через рамку максимален в интервале времени от 0 до 1 мс.

Показать ответ и решение

1) $Н еверно$
Модуль ЭДС индукции равен:

ΔΦ |ℰi|= Δt-,

где $Δ Φ$ – изменение магнитного потока за время $Δt$ .
Магнитный поток равен:

Φ = B S, n

где $S$ – площадь рамки.
То есть чем больше изменение $B n$ за время, тем больше ЭДС индукции. Изменение за одинаковый промежуток времени максимально от 0 до 1 мс и равно 3 Тл, для 1 -2 мс – 1 Тл, для 3-4 мс – 2 Тл, для 4-5 мс и 5-6 мс – 2 Тл.
2) $В ерно$
От 2 до 4 с $Bn$ равна 2 Тл, тогда магнитный поток

Φ = 2 Тл ⋅60 ⋅10−4 м2 = 12 м Вб

3) $Неверно$
Нет, смотри пункт 1.
4) $Н еверно$
Из первого пункта $ΔBn = 4$ Тл, тогда

||4 Тл⋅60⋅10−4 м2 || |ℰi|=||----2⋅10−3 с---||= 12 В

5) $Верно$
Да, см. пункт 1.

Ответ: 25

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 8#65217

На железный сердечник надеты две катушки, как показано на рисунке. По правой катушке пропускают ток, который меняется согласно приведённому графику. На основании этого графика выберите все верные утверждения о процессах, происходящих в катушках и сердечнике.

1) В промежутке 0-1 с модуль индукции магнитного поля в сердечнике отличен от нуля.

2) В промежутке 3-5 с сила тока в левой катушке постоянна.

3) В промежутке времени 2-3 сила тока в левой катушке увеличивается.

4) Модули силы тока в левой катушке в промежутках 1-2 с и 3-5 с одинаковы.

5) В промежутках 0-1 с и 1-2 с направления тока в левой катушке одинаковы.

Показать ответ и решение

1) $В ерно$

Модуль индукции магнитного поля

||LΔI || |ℰi|= ||-Δt-||,

где $L$ – индуктивность катушки, $ΔI$ – изменение силы тока за время $Δt$ .

Так как $ΔI ⁄= 0$ , то $|ℰi|> 0$ .

2) $Верно$

Так как ток в правой катушке изменяется равномерно, то $ΔI∕Δt = const$ , значит, ЭДС индукции в левой катушке также постоянен $|ℰi|= const$ . Сила тока в левой катушке может быть найдена из закона Ома

I = |ℰi|= const R

3) $Неверно$

Нет, так как $ΔI = 0$ , то ЭДС индукции в правой катушке равна нулю, значит, сила тока равна нулю.

4) $Неверно$

Нет, так как за одинаковый промежуток времени сила тока изменяется на разную величину в правой катушке, то и значения силы тока в левой катушке различны.

5) $Верно$

Да, в промежутках 0-1 с и 1-2 с направления тока в левой катушке одинаковы

Ответ: 125

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 9#65197

По гладким параллельным горизонтальным проводящим рельсам, замкнутым на лампочку накаливания, перемещают лёгкий тонкий проводник. Образовавшийся контур $KLMN$ находится в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией $B⃗$ (рис. 1). При движении проводника площадь контура изменяется так, как указано на графике (рис. 2). Выберите все верные утверждения, соответствующие приведённым данным и описанию опыта.

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения.

1) В течение первых 6 с индукционный ток течет через лампочку непрерывно.

2) В интервале времени от 0 до 4 с лампочка горит наиболее ярко.

3) В момент времени $t=2$ с сила Ампера, действующая на проводник, направлена влево.

4) Максимальная ЭДС находится в контуре в интервале времени от 4 до 8 с.

5) Индукционный ток в интервале времени от 6 до 12 с течёт в одном направлении.

Показать ответ и решение

При движении проводника происходит изменение магнитного потока, значит, по правилу Ленца в контуре возникает индукционный ток с таким направлением, чтобы препятствовать изменению магнитного потока контура, значит, при уменьшении площади направление вектора $⃗Bi$ (магнитное поле, создаваемое индукционным током) сонаправлено вектору магнитной индукции $B⃗$ . Для определения тока в контуре воспользуемся правилом правой руки (буравчика), для этого направляем по вектору $⃗Bi$ большой палец, а 4 согнутых пальца покажут направление индукционного тока, в данном случае он направлен по часовой стрелке.

1) $Неверно$

Так как от 0 с до 6 с площадь не меняется, то магнитный поток не изменяется и индукционный ток не возникает в контуре.

2) $Неверно$

Нет, ток через лампочку не течёт, значит, лампочка не горит.

3) $Неверно$

Сила Ампера равна

FA = IiBl,

где $Ii$ – индукционный ток, $l$ – длина проводника.

Так как проводник не движется, то индукционный ток не возникает и сила Ампера равна нулю.

4) $Верно$

Модуль ЭДС индукции равен:

ΔΦ- |ℰi|= Δt ,

где $Δ Φ$ – изменение магнитного потока за время $Δt$ .

Изменение потока же равно:

Δ Φ= B ΔS,

то есть чем быстрее изменяется площадь, тем больше по модулю возникает ЭДС, следовательно, ЭДС максимальна от 4 с до 8 с.

5) $Верно$

Да, так как площадь все время уменьшается, то и индукционный ток течёт в одном направлении.

Ответ: 45

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 10#65093

Алюминиевый проводник АБ подвешен на тонких медных проволочках к деревянной балке и подключён к источнику постоянного напряжения так, как показано на рисунке. Справа от проводника находится южный полюс постоянного магнита. Ползунок реостата плавно перемещают влево.

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения.

1) Линии индукции магнитного поля, созданного магнитом вблизи проводника АБ, направлены влево.

2) Сила натяжения проволочек, на которых подвешен проводник АБ, увеличивается.

3) Сила Ампера, действующая на проводник АБ, увеличивается.

4) Сопротивление внешней цепи увеличивается.

5) Сила тока, протекающего через проводник АБ, уменьшается.

Показать ответ и решение

1) $Н еверно$

Силовые линии «выходят» из северного полюса и «входят» в южным.

2) $Верно$

Ток по проводнику течет от «+» к «-» (см. рис. пункт 1). Для определения направления силы Ампера воспользуемся правилом левой руки. Силовые линии входят в ладонь, 4 пальца левой руки направляем вдоль силы тока, следовательно, сила Ампера направляется вниз (см. рис. пункт 1) Найдем её модуль:

FA = IBl,

где $I$ – сила тока через проводник, $B$ – модуль вектора магнитной индукции, $l$ – длина проводника.

Сила тока через проводник равна силе тока в цепи, которая вычисляется по формуле:

ℰ I = R-+-r,

где $ℰ$ – ЭДС источника, $R$ – сопротивление реостата, $r$ – внутреннее сопротивление источника.

Так как сопротивление уменьшается, то сила тока увеличивается, следовательно, увеличивается и сила Ампера.

Запишем второй закон Ньютона с учетом, что проводник покоится:

FA + 2T = mg

где $T$ – сила натяжения нити (так как их 2, то действует $2T$ ), $mg$ – сила тяжести.

Так как сила Ампера увеличивается, то сила натяжения нитей увеличивается.

3) $Верно$

См. пункт 2.

4) $Неверно$

При перемещении ползунка реостата влево его сопротивление уменьшается, значит, сопротивление внешней цепи уменьшается.

5) $Неверно$

См. пункт 2.

Ответ: 23

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 11#65076

Проволочная рамка площадью 30 $2 см$ помещена в однородное магнитное поле. Проекция $Bn$ индукции магнитного поля на нормаль к плоскости рамки изменяется во времени $t$ согласно графику на рисунке.

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения о процессах, происходящих в рамке.

1) Магнитный поток черезрамку в интервале времени от 1 до 3 мс равен 2 мВб.

2) Модуль ЭДС электромагнитной индукции в рамке в интервале времени от 3 до 4 мс равен 3 В.

3) Модуль ЭДС электромагнитной индукции в рамке минимален в интервале времени от 0 до 1 мс.

4) Скорость изменения магнитного потока через рамку максимальна в интервале времени от 0 до 1 мс.

5) Модуль ЭДС электромагнитной индукции в рамке максимален в интервале времени от 4 до 6 мс.

Показать ответ и решение

1) $Н еверно$
Магнитный поток равен:

Φ = BnS,

где $S$ – площадь рамки.
Тогда

Φ = 2 Тл⋅30⋅10−4 м2 = 6 мВб

2) $Верно$
Модуль ЭДС индукции равен:

|ℰi|= ΔΦ-, Δt

где $Δ Φ$ – изменение магнитного потока за время $Δt$ .
В данном случае:

−4 2 |ℰi|= ΔBn-⋅S-= 1-Тл⋅30⋅10--м--= 3 В Δt 1 мc

3) $Неверно$
Модуль ЭДС индукции равен:

ΔΦ- |ℰi|= Δt ,

где $Δ Φ$ – изменение магнитного потока за время $Δt$ .
То есть чем меньше изменение $Bn$ за время, тем меньше ЭДС индукции. Минимальное изменение равно нулю в интревале от 1 до 3 с.
4) $В ерно$
Скорость изменения магнитного потока равна

′ Δ-Φ ΔBnS- Φ = Δt = Δt ,

значит, чем больше изменение индукции, тем быстрее изменяется магнитный поток. В данном случае от 0 до 1 мс – 2 Тл/мс, от 1 до 3 мс – 0 Тл/мс, от 3 до 4 мс – 1 Тл/мс, от 4 до 6 мс – 1,5 Тл/мс.
5) $Н еверно$
Модуль ЭДС индукции равен:

|ℰ |= ΔΦ-, i Δt

где $Δ Φ$ – изменение магнитного потока за время $Δt$ .
Магнитный поток равен:

Φ = BnS,

где $S$ – площадь рамки.
То есть чем больше изменение $Bn$ за время, тем больше ЭДС индукции. Максимальное изменение в интервале от 0 до 1 мс.

Ответ: 24

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 12#64988

По гладким параллельным проводящим рельсам, замкнутым на резистор, перемещают лёгкий тонкий проводник. Рельсы, резистор и проводник образуют контур, который находится в однородном магнитном поле, как показано на рис. а. При движении проводника площадь контура изменяется так, как указано на рис. б.

Выберите все верные утверждения, соответствующих приведённым данным и описанию опыта.

1) Поскольку рельсы гладкие, для перемещения проводника в любой момент времени силу прикладывать не надо.

2) Максимальная ЭДС в контуре наблюдается в интервале от 30 до 40 с.

3) Сила, прикладываемая к проводнику для его перемещения, максимальна в интервале времени от 30 до 40 с.

4) В течение первых 10 с ток через резистор не протекает.

5) В интервале времени от 0 до 25 с через резистор всё время течёт ток.

Показать ответ и решение

При движении проводника происходит изменение магнитного потока, значит, по правилу Ленца в контуре будет возникает индукционный ток с таким направлением, чтобы препятствовать изменению магнитного потока контура, значит, при уменьшении площади направление вектора $B⃗i$ (магнитное поле, создаваемое индукционным током) сонаправлено вектору магнитной индукции $B⃗$ . Для определения тока в контуре воспользуемся правилом правой руки (буравчика), для этого направляем по вектору $⃗Bi$ большой палец, а 4 согнутых пальца покажут направление индукционного тока, в данном случае он направлен по часовой стрелке.
1) $Н еверно$
Так как от 0 до 10 с площадь проводника контура не изменялась, то проводник не двигался и индукционный ток в рамке отсутствовал и для начала движения проводника следует приложить некую начальную силу.
2) $В ерно$
Модуль ЭДС индукции равен:

ΔΦ- |ℰi|= Δt ,

где $Δ Φ$ – изменение магнитного потока за время $Δt$ .
Изменение потока же равно:

Δ Φ= B ΔS,

то есть чем быстрее изменяется площадь, тем больше по модулю возникает ЭДС, следовательно, ЭДС максимальна от 30 с до 40 с.
3) $В ерно$
На проводник в магнитном поле будет действовать сила Ампера

FA = IiBl,

где $Ii$ – индукционный ток, $l$ – длина проводника.
Индукционный ток зависит от изменения магнитного потока, то есть изменения площади контура, так как от 30 до 40 с скорость изменения контура максимальна, то максимальна и сила Ампера.
4) $В ерно$
Да, так как площадь не изменялась, то индукционный ток не возникал.
5) $Н еверно$
Нет, см. пункт 4.

Ответ: 234

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 13#64769

Плоский воздушный конденсатор ёмкостью $C0$ , подключённый к источнику постоянного напряжения, состоит из двух металлических пластин, находящихся на расстоянии $d0$ друг от друга. Расстояние между пластинами меняется со временем так, как показано на графике. Выберите все верные утверждения, соответствующие описанию опыта.

1) Энергия конденсатора убывает в интервале времени от $t1$ до $t4$ .

2) Ёмкость конденсатора равномерно возрастает в интервале времени от $t1$ до $t4$ .

3) В момент времени $t4$ заряд конденсатора уменьшился в пять раз по сравнению с первоначальным.

4) Напряжённость электрического поля между пластинами конденсатора остаётся постоянной в промежутке времени от $t1$ до $t4$ .

5) Напряжённость электрического поля между пластинами конденсатора возрастает в промежутке времени от $t1$ до $t4$ .

Показать ответ и решение

1) $В ерно$
Энергия конденсатора:

CU2 W = -2--,

где $C$ – ёмкость конденсатора, $U$ – напряжение на нём.
Ёмкость определяется формулой:

C = 𝜀 S, 0d

где $𝜀0$ – диэлектрическая постоянная, $S$ – площадь пластин.
Так как $d$ равномерно увеличивается, то ёмкость равномерно уменьшается.
При этом напряжение на конденсаторе постоянно, так как он подключён к источнику постоянного напряжения.
Значит, энергия тоже уменьшается.
2) $Н еверно$
Ёмкость определяется формулой:

S- C = 𝜀0d,

где $𝜀0$ – диэлектрическая постоянная, $S$ – площадь пластин.
Так как $d$ равномерно увеличивается, то ёмкость уменьшается.
3) $В ерно$
Заряд конденсатора:

q = CU,

Ёмкость конденсатора (из прошлых пунктов) уменьшается, при этом, так как $d$ увеличивается в 5 раз, то ёмкость уменьшается в 5 раз, значит, заряд уменьшается в 5 раз.
4) $Н еверно$
Напряженность вычисляется по формуле:

E = U- d

Так как напряжение постоянно, а расстояние между пластинами увеличивается, то напряженность уменьшается.
5) $Н еверно$
См. пункт 4.

Ответ: 13

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 14#64744

Стеклянные незаряженные кубики 1 и 2 и медные незаряженные кубики 3 и 4 сблизили вплотную и поместили в электрическое поле, напряженность которого направлена горизонтально вправо, как показано в левой части рисунка. Затем кубики раздвинули и уже после этого выключили электрическое поле (правая часть рисунка). Выберите все верные утверждения, описывающие данный процесс.

Выберите из предложенного перечня все верные утверждения относительно этой ситуации, и укажите их номера.

1) После разделения кубик 1 остаётся незаряженным.

2) В электрическом поле кубики 3 и 4 приобретают суммарный отрицательный заряд.

3) После разделения кубик 4 имеет положительный заряд.

4) При помещении стеклянных кубиков в электрическое поле наблюдается явление поляризации.

5) В электрическом поле кубики 1 и 2 приобретают суммарный положительный заряд.

Показать ответ и решение

1) $В ерно$

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 после того, как кубики раздвинули, (полные) заряды обоих кубиков остались равными нулю, а правые поверхности обоих кубиков оказались заряжены отрицательно.

2) $Неверно$

В медных кубиках будет наблюдаться сосредоточение отрицательного заряда в кубике 3 и положительного в кубике 4, так как свободные электроны в металлах перемещаются в противоположную сторону вектора напряженности электрического поля.

3) $Верно$

См. пункт 2.

4) $Верно$

См. пункт 1.

5) $Неверно$

См. пункт 1.

Ответ: 134

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 15#64489

Проволочная рамка площадью $2 60 см$ помещена в однородное магнитное поле так, что плоскость рамки перпендикулярна вектору индукции $B$ . Проекция $Bn$ индукции магнитного поля на нормаль к плоскости рамки изменяется во времени t согласно графику на рисунке.

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения о процессах, происходящих в рамке.

1) Модуль ЭДС электромагнитной индукции, возникающей в рамке, максимален в интервале времени от 0 до 1 мс.

2) Магнитный поток через рамку в интервале времени от 2 до 4 мс равен 12 мВб.

3) Модуль ЭДС электромагнитной индукции, возникающей в рамке, в интервале времени от 4 до 6 мс равен 6 В.

4) Модуль скорости изменения магнитного потока через рамку минимален в интервале времени от 0 до 1 мс.

5) Модуль ЭДС электромагнитной индукции, возникающей в рамке, равен нулю в интервале времени от 2 до 4 мс.

Показать ответ и решение

1) $В ерно$
Модуль ЭДС индукции равен:

ΔΦ |ℰi|= Δt-,

где $Δ Φ$ – изменение магнитного потока за время $Δt$ .
Магнитный поток равен:

Φ = B S, n

где $S$ – площадь рамки.
То есть чем больше изменение $B n$ за время, тем больше ЭДС индукции. Изменение за одинаковый промежуток времени максимально от 0 до 1 мс и равно 3 Тл, для 1 -2 мс – 1 Тл, для 3-4 мс – 2 Тл, для 4-5 мс и 5-6 мс – 2 Тл.
2) $В ерно$
От 2 до 4 с $Bn$ равна 2 Тл, тогда магнитный поток

Φ = 2 Тл ⋅60 ⋅10−4 м2 = 12 м Вб

3) $Неверно$
Из первого пункта $ΔBn = 4$ Тл, тогда

|| −4 2|| |ℰi|=||4-Тл⋅60⋅1−03--м--||= 12 В 2⋅10 с

4) $Неверно$
Нет, смотри пункт 1.
5) $В ерно$
Да, так как изменение магнитного потока равно нулю.

Ответ: 125

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 16#64436

От деревянного кольца № 1 отодвигают южный полюс полосового магнита, а от медного кольца № 2 – северный полюс такого же магнита (см. рисунок).

Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения.

1) В кольце №2 возникает индукционный ток.

2) В кольце №1 индукционный ток не возникает.

3) Кольцо №2 отталкивается от магнита.

4) Кольцо №1 не взаимодействует с магнитом.

5) В результате движения магнита вблизи кольца №1 возникает явления электромагнитной индукции.

Показать ответ и решение

1) $В ерно$

Так как медь является проводником, то во втором кольце будет создаваться индукционный ток.

2) $Верно$

Дерево не является проводником, следовательно, индукционного тока в кольце появляться не будет и кольцо с магнитом взаимодействовать не будет.

3) $Неверно$

Так как медь является проводником, то во втором кольце будет создаваться индукционный ток. Линии магнитной индукции в магните «входят» в южный полюс и «выходят» в северном, значит, вблизи магнита линии магнитной индукции направлены вправо. По закону Ленца направление индукционного тока будет иметь такое направление, чтобы препятствовать изменению магнитного потока. При выдвижении магнита, магнитный поток будет уменьшаться, значит, вектор магнитной индукции индукционного тока направлен также вправо, а направление индукционного тока, по правилу правой руки (буравчика), против часовой стрелки. Поэтому, когда магнит вставляют в металлическое кольцо, он отталкивается от магнита, а когда вынимают – притягивается.

4) $Верно$

Да, так как не возникает индукционного тока.

5) $Неверно$

Так как дерево не является проводником, то не возникает индукционный ток и явление электромагнитной индукции

Ответ: 124

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 17#64414

Алюминиевый проводник АБ подвешен на тонких медных проволочках и подключён к источнику постоянного напряжения так, как показано на рисунке. Справа от проводника находится северный полюс постоянного магнита. Ползунок реостата плавно перемещают вправо.

Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения.

1) Сопротивление реостата увеличивается.
2) Линии индукции магнитного поля, созданного магнитом, вблизи проводника АБ направлены влево.
3) Сила тока, протекающего по проводнику АБ, увеличивается.
4) Сила Ампера, действующая на проводник АБ, увеличивается.
5) Силы натяжения проволочек, на которых подвешен проводник АБ, уменьшаются.

Показать ответ и решение

1) $В ерно$
При перемещении ползунка реостата вправо его сопротивление увеличивается
2) $Н еверно$
Силовые линии ”выходят” из северного полюса и ”входят” в южным (см. рис.)

3) $Неверно$
Сила тока через проводник равна силе тока в цепи, которая вычисляется по формуле:

I =--ℰ-- R + r,

где $ℰ$ – ЭДС источника, $R$ – сопротивление реостата, $r$ – внутреннее сопротивление источника.
Так как сопротивление увеличивается, то сила тока уменьшается
4) $Н еверно$
Ток по проводнику течет от ”+” к ”-” (см .рис. пункт 2). Для определения направления силы Ампера воспользуемся правилом левой руки. Силовые линии входят в ладонь, 4 пальца левой руки направляем вдоль силы тока, следовательно, сила Ампера направляется вниз (см .рис. пункт 2). Найдем её модуль:

FA = IBl,

где $I$ – сила тока через проводник, $B$ – модуль вектора магнитной индукции, $l$ – длина проводника.
Сила тока через проводник равна силе тока в цепи, которая вычисляется по формуле:

--ℰ-- I = R + r,

где $ℰ$ – ЭДС источника, $R$ – сопротивление реостата, $r$ – внутреннее сопротивление источника.
Так как сопротивление увеличивается, то сила тока уменьшается, следовательно, уменьшается и сила Ампера.

5) $Верно$
Расставим силы, действующие на проводник

Здесь $T$ – сила натяжения нити (так как их 2, то действует $2T$ ), $mg$ – сила тяжести.
Запишем второй закон Ньютона. с учетом, что проводник покоится:

FA + mg =2T

Так как сила Ампера уменьшается, то сила натяжения нитей уменьшается.

Ответ: 15

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 18#64383

На рисунке приведён график зависимости силы тока от времени в колебательном контуре, образованном конденсатором и катушкой, индуктивность которой равна 0,3 Гн. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения.

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения.

1) Максимальное значение энергии электрического поля конденсатора равно 21,6 мкДж.

2) В момент времени 3 мс заряд конденсатора равен нулю.

3) Период электромагнитных колебаний в контуре равен 4 мс.

4) За первые 6 мс энергия магнитного поля катушки достигла своего максимума 2 раза.

5) В момент времени 2 мс энергия электрического поля конденсатора достигает своего минимума.

Показать ответ и решение

1) $Н еверно$

Энергия катушки магнитного поля:

LI2 W = -2-,

где $L$ – индуктивность катушки, $I$ – сила тока в катушке. То есть максимальная энергия соответствует максимальному модулю тока. Согласно закону сохранения энергии в цепи:

CU2max= LI2 + CU2-, 2 2 2

где $L$ – индуктивность катушки, $Umax$ – максимальное напряжение на конденсаторе, $I$ – сила тока в цепи, $C$ – ёмкость конденсатора, $U$ – напряжение на конденсаторе.

То есть максимальная энергия конденсатора равна:

2 2 Wcmax = LImax= 0,3-Гн⋅36 (мА) =54 мДж 2 2

2) $Верно$

Согласно закону сохранения энергии в цепи:

2 2 2 CUmax-= LI-+ -q-, 2 2 2C

где $L$ – индуктивность катушки, $Umax$ – максимальное напряжение на конденсаторе, $I$ – сила тока в цепи, $C$ – ёмкость конденсатора, $q$ – заряд на конденсаторе.

То есть заряд минимален, когда максимален модуль силы тока, то есть в 3 с заряд на пластинах конденсатора равен нулю.

3) $Верно$

Да, по рисунку это так.

4) $Неверно$

Энергия катушки магнитного поля:

LI2 W = 2 ,

где $L$ – индуктивность катушки, $I$ – сила тока в катушке.

Сила тока максимальна, когда максимален модуль силы тока, то есть за первые 6 мс энергия катушки была максимальная 3 раза.

5) $Неверно$

Энергия конденсатора минимальна, когда максимален модуль силы тока, а в 2 мс модуль силы тока равен нулю и энергия поля конденсатора максимальна.

Ответ: 23

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 19#60871

На рисунке изображены графики зависимости мощности лампы накаливания $P = P(t)$ и сопротивления её спирали $R = R(T)$ от температуры. Выберите все верные утверждения, которые можно сделать, анализируя эти графики.

1) Напряжение на спирали лампы при подводимой мощности $P = 200$ Вт меньше 150 В.

2) Сопротивление спирали при подводимой мощности $P = 100$ ВТ равно 80 Ом.

3) С уменьшением мощности, подводимой к лампе, напряжение на ней падает.

4) Напряжение на лампе возрастает пропорционально подводимой к ней мощности.

5) Напряжение на спирали лампы при подводимой мощности $P = 100$ Вт равно 100 В

Показать ответ и решение

1) $Н еверно$

Мощность на лампе равна:

U2 P = -R-,

где $U$ – напряжение на лампе, $R$ – сопротивление.

Напряжение отсюда равно

U = √PR-

При мощности $P = 200$ Вт температура примерно равна 3600 К, то есть сопротивление примерно равно 120 Ом. Тогда напряжение

U =√200-Вт-⋅120-Ом-≈ 154 В

То есть напряжение больше 150 В.

2) $Неверно$

При мощности 100 Вт, температура примерно равна 3000 К, а сопротивление при 3000 К равно 100 Ом.

3) $Верно$

Напряжение

√ --- U = PR,

Так как при уменьшении мощности уменьшается температура, значит, уменьшается и сопротивление, то есть уменьшается и напряжение.

4) $Неверно$

Нет, зависимость не линейная.

5) $Верно$

Из пункта (1)

√ ------------- U = 100 Вт ⋅100 Ом = 100 В

Ответ: 35

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 20#50542

Металлическое кольцо, обладающее электрическим сопротивлением, находится в однородном магнитном поле. Линии индукции этого поля перпендикулярны плоскости кольца, а величина магнитной индукции изменяется по гармоническому закону с частотой $ω$ . Индуктивность кольца пренебрежимо мала.

Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения.

1) В кольце протекает переменный электрический ток.

2) Сила натяжения проволоки, из которой изготовлено кольцо, изменяется по гармоническому закону с частотой $2ω$ .

3) Амплитуда протекающего в кольце электрического тока не зависит от частоты $ω$ .

4) Амплитуда ЭДС индукции, действующая в кольце, пропорциональна частоте $ω$ .

5) Средняя тепловая мощность, выделяющаяся в кольце, пропорциональна частоте $ω$ .

Показать ответ и решение

Гармоническое изменение можно описать формулой:

B (t)= B0sin(ωt+ φ),

где $B0$ – амплитуда магнитной индукции, $φ$ – начальная фаза колебаний.
1) $В ерно$
Магнитный поток изменяется по гармоническому закону, значит, по закону Ленца в кольце также будет возникать индукционный ток, который будет препятствовать изменению магнитного потока, при этом ток будет также изменяться по гармоническому закону.
2) $В ерно$
Сила индукционного тока пропорциональна изменению потока магнитной индукции: