Магнитное поле. Установление соответствия —Каталог задач по ЕГЭ - Физика

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#65219

Заряженная частица массой $m$ , несущая положительный заряд $q$ , движется перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля $B⃗$ по окружности со скоростью $v$ . Действием силы тяжести пренебречь. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИ ЗИЧ ЕСКА Я ВЕЛ ИЧИ НА Ф ОРМ УЛА 2πm А) радиус окруж ности, по которой 1)mqBv движется частица 2)qB- Б) частота обращения частицы 3)2πvB по окруж ности 4)2qBπm

Показать ответ и решение

А) По второму Закону Ньютона:

mv2 mv qvB = ma = -R--⇒ R = qB-

Б) Частота обращения

ν =-v--= -qBv-= -qB- 2πR 2πmv 2πm

Ответ: 24

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 2#64415

В первой экспериментальной установке положительно заряженная частица влетает в однородное магнитное поле так, что вектор скорости $v⃗0$ частицы параллелен вектору индукции магнитного поля $⃗B$ (рис. а). Во второй установке вектор скорости $⃗v0$ отрицательно заряженной частицы перпендикулярен вектору напряженности поле $⃗E$ (рис. б).

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами

ДВИ Ж ЕНИ Е ЧАСТ ИЦЫ ТРА ЕКТ ОРИ Я А) в первой установке 1)прямая линия 2)окруж ность Б) во второй установке 3)спираль 4)парабола

Показать ответ и решение

Если левую руку расположить так, чтобы линии магнитной индукции входили в ладонь, а вытянутые четыре пальца совпадали с направлением движения заряда, то отогнутый большой палец укажет направление силы Лоренца, действующей на положительный заряд».Поскольку протон несет положительный заряд, мысленно проделав указанные действия, получаем, что сила Лоренца направлена к наблюдателю.
Сила Лоренца:

FL = Bvqsinα

где $B$ – модуль вектора магнитной индукции, $v$ – скорость заряда, $q$ – заряд, $α$ – угол между вектором магнитного поля и скоростью движения частицы.
Так как в первом случае $α = 0$ , то $FL = 0$ , значит, частица движется по прямой линии.
Во втором случае на тело действует электрическая сила, направленная противоположно $⃗E$ (так как заряд частицы отрицателен), значит, частица будет двигаться по параболе.

Ответ: 14

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 3#64222

При подключении проводника к полюсам гальванического элемента на поверхности проводника появляются заряды: положительные вблизи положительного полюса, отрицательные вблизи отрицательного полюса — и возникает электрический ток. Заряды на поверхности проводника создают в пространстве электрическое поле, а ток — магнитное поле. Проводник, подключённый к гальваническому элементу, проходит через отверстие в доске.

На рисунках 1-4 при помощи линий поля изображены электрическое и магнитное поля, создаваемые проводником в плоскости доски (вид сверху). Установите соответствие между видами поля и рисунками, изображающими линии поля.

Показать ответ и решение

А) Вектор напряженности направлен от положительного заряда в сторону отрицательного. Доска расположена вблизи положительного полюса, значит, вокруг проводника будет сосредоточен положительный заряд, от которого во все стороны будут исходить линии напряженности электрического поля. Рисунок под номером 1.

Б) Направление линий магнитного поля, циркулирующих вокруг проводника с током, можно найти по правилу буравчика. Направим буравчик от «+» к «-» и будем его ввинчивать по направлению движения тока (также от «+» к «-»). Направление вращения ручки буравчика в плоскости доски будет соответствовать рисунку 4.

Ответ: 14

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 4#50553

Идеальный колебательный контур состоит из катушки индуктивностью $L$ и конденсатора. В этом контуре происходят электромагнитные колебания с частотой $ν$ , при которых максимальный заряд конденсатора равен $q$ .

Установите соответствие между физическими величинами и формулами, выражающими их в рассматриваемой задаче.

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИ ЗИЧЕ СКА Я ВЕЛИ ЧИ НА Ф ОРМ2 УЛ2 А А) м аксимальная энергия магнитного поля катуш ки 1) 4π2q2ν L 2) qν-L- 42π22 2 Б) м аксимальное напряжение на конденсаторе 3) 2π q2 ν L 4) qνL- 2π

|---|---| | А |Б | |---|---| --------|

Показать ответ и решение

А) При колебаниях выполняется закон сохранения энергии:

q2 LI2max 2C-= --2--,

где $C$ – ёмкость конденсатора, $L$ – индуктивность катушки, $Imax$ – максимальная сила тока в контуре.
Отсюда:

Imax =q√LC--

Частоту колебаний в контуре можно найти по формуле Томсона:

ν = -√1--- (1) 2π LC

Откуда

√--- LC =2πν.

Тогда максимальная сила тока:

Imax = 2πνq.

Максимальная энергия магнитного поля же равна:

LI2max 2 2 2 Wmax = --2--= 2π ν qL.

Максимальное напряжение на конденсаторе равно:

Umax = q-. C

Из (1) можно выразить $C$ :

C = --1---. 4π2ν2L

Тогда максимальное напряжение:

Umax = 4π2ν2Lq.

Ответ: 31

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 5#50552

На рисунках изображены схемы физических экспериментов. Установите соответствие между этими экспериментами и их целью. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ЕГО ЦЕЛЬ

1) Установление зависимости энергии конденсатора от напряжения между его пластинами

2) Установление зависимости модуля силы взаимодействия точечных зарядов от расстояния между ними

3) Установление зависимости напряжения между пластинами конденсатора от расстояния между ними

4 Установление зависимости потенциальной энергии взаимодействия точечных зарядов от расстояния между ними

Показать ответ и решение

На рисунке А изображен крутильные весы с зарядами, которые взаимодействуют друг с другом, то есть можно установить зависимость модуля силы взаимодействия точечных зарядов от расстояния между ними.
На рисунке Б изображены две заряженные пластины, имеющие одинаковые по модулю заряды, но разные по знаку – то есть конденсатор. При движении пластин можно обнаружить зависимость напряжения между пластинами конденсатора от расстояния между ними

Ответ: 23

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 6#50551

К кольцу, сделанному из тонкой металлической проволоки, подносят постоянный магнит таким образом, что поток вектора магнитной индукции через плоскость кольца линейно возрастает с течением времени $t$ .

Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики могут представлять. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ

1) Сила протекающего в кольце электрического тока $I$

2) Возникающая в кольце ЭДС самоиндукции $ℰси$

3) Среднее ускорение электронов проводимости в материале кольца $a$

4) Работа протекающего в кольце электрического тока A
Яндекс: Тренировочная работа ЕГЭ по физике. Вариант 1.

Показать ответ и решение

1) Сила тока в кольце можно найти из закона Фарадея, ЭДС индукции равна:

ΔΦ ℰi = − Δt-,

где $Δ Φ$ – изменение магнитного потока за время $Δt$ .
Так как подносят постоянный магнит таким образом, что поток вектора магнитной индукции через плоскость кольца линейно возрастает с течением времени $t$ , то

ΔΦ-= const ⇒ ℰ = const. Δt i

Сила тока из закона Ома:

ℰi I = R =const,

то есть Б – 1.
2) Индуктивностью кольца можно пренебречь, поэтому явление самоиндукции для него не возникает.
3) Так как сила тока постоянна средняя скорость электронов проводимости в материале кольца также постоянна, а значит, их среднее ускорение равно нулю.
4) Работа протекающего в кольце тока связана с ЭДС:

A = ℰi⋅I ⋅t,

то есть А – 4.

Ответ: 41

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 7#50550

Установите соответствие между формулами и физическими законами. К каждой позиции первого столбца подберите нужную позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФО РМ УЛЫ Ф ИЗИЧ ЕСК ИЕ ЗАК ОНЫ А) ℰ = − ΔΦ 1) Закон электромагнитной индукции Δt q1q2 2) Закон Кулона Б) F = (4π𝜀0r2) 3) Закон Ома для замкнутой цепи 4) Закон Ома для проводника

|---|---| | А |Б | |---|---| --------|

Показать ответ и решение

ЭДС индукции равна:

ΔΦ ℰ = − Δt-,

Сила Кулона равна:

F = kq1q22, r

при этом постоянная Кулона вычисляется по формуле:

k = -1-, 4π𝜀0

то есть

q1q2 F = (4π𝜀0r2)

Ответ: 12

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 8#50549

Установите соответствие между физическими законами и формулами для них. К каждой позиции первого столбца подберите нужную позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИ ЧЕС КИЕ ВЕ ЛИЧ ИНЫ Ф ОРМ УЛЫ А) Закон А мпера 1) I = U∕R 2) F = IBΔl sinα Б) Закон Д жоуля- Л енца 3) Q = I2Rt 4) F = qvBsinα

|---|---| |-А-|Б--| --------|

Показать ответ и решение

Закон Ампера определяет силу, с которой магнитное поле действует на проводник с током. При этом сила Ампера вычисляется по формуле:

FA = IBΔlsinα.

Здесь $I$ – сила тока в проводнике, $B$ – модуль индукции магнитного поля, $Δl$ – длина проводника, $α$ – угол между направлением индукции поля и тока.
Закон Джоуля – Ленца гласит: количество теплоты, которое выделяется в проводнике на участке электрической цепи с сопротивлением $R$ при протекании по нему постоянного тока $I$ в течение времени $t$ равно произведению квадрата тока на сопротивление и время:

2 Q = IRt.

Ответ: 23

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 9#50548

Заряженная частица, имеющая положительный заряд $q$ , движется перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля по окружности радиусом $R$ с периодом обращения $T$ . Модуль импульса частицы равен $p$ . Установите соответствие между физическими величинами и формулами, выражающими их в рассматриваемой задаче. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИЗИ ЧЕС КИЕ ВЕ ЛИЧ ИН Ы Ф ОРМ УЛЫ pR А) масса частицы 1) q-- t1-+t2- 2) p-- 2 qR Б) модуль индукции магнитного поля 3) pT- 2π2πRT-- времени t1 4) pR

|---|---| |-А-|Б--| --------|

Показать ответ и решение

А) Импульс частицы находится по формуле:

p= mv,

где $m$ – масса частицы, $v$ – её скорость.
Скорость при движении по окружности

2πR v = -T-.

Тогда масса частицы:

m = pT-. 2πR

Б) По второму закону Ньютона:

FL = ma,

где $FL$ – сила Лоренца, $a$ - центростремительное ускорение.
Сила Лоренца равна:

FL = qvB,

центростремительное ускорение:

v2 a= -R.

Тогда из второго закона Ньютона:

2 qvB = m v ⇒ B = mv-= -p. R qR qR

Ответ: 32

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 10#50547

В первой экспериментальной установке положительно заряженная частица влетает в однородное электрическое поле так, что вектор $⃗v0$ перпендикулярен вектору напряжённости электрического поля $E⃗$ (рис. 1). Во второй экспериментальной установке вектор $⃗v0$ такой же частицы параллелен вектору индукции магнитного поля $B⃗$ (рис. 2).

По каким траекториям движутся частицы в этих установках? Силу тяжести не учитывать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Д ВИЖ ЕНИЕ Ч АСТИ ЦЫ ТРАЕ КТО РИЯ А ) в первой установке 1) прямая линия t1 +t2 --2--- 2) окружность Б ) во второй установке 3) парабола t1 4) спираль

|---|---| | А |Б | |---|---| --------|

Показать ответ и решение

А) На положительно заряженную частицу действует электрическое поле с силой, сонаправленной с вектором напряженности. Таким образом, начальная скорость частицы перпендикулярна действующей постоянной силе, а, следовательно, частица будет двигаться с постоянным ускорением. Траектория движения – парабола (3).

Б) Вектора скорости и магнитной индукции направлены в противоположные стороны, угол между этими векторами равен $180∘$ . Значит, сила Лоренца на частицу не действует. Следовательно, частица движется по прямой линии (1).

Ответ: 31

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 11#50546

В плоском проволочном витке индуктивностью $L$ протекает электрический ток. Сила этого тока равномерно уменьшается от значения $I1$ в момент времени $t1$ до значения $I2$ в момент времени $t2$ .

Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать.

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Ф ИЗИЧ ЕСК ИЕ ВЕЛ ИЧИ НЫ Ф ОРМ УЛ Ы L(I1-− I2) А) модуль ЭД С самоиндукции, возникаю щей в витке в м ом ент врем е&#x043D t1+-t2 2) LI1 2 2L(I1− I2) Б) поток вектора магнитной индукции через плоскость витка в мо&#x0 времени t1 4) LI2

|---|---| | А |Б | |---|---| --------|

Показать ответ и решение

Модуль ЭДС индукции равен:

|| ΔΦ || || LΔI || |ℰ |=||− Δt-||= ||− Δt--||,

где $Δ Φ$ – изменение магнитного потока за время $Δt.$
В момент $t1-+t2- 2$ сила тока, в силу равномерного изменения, достигает величины $I1-+I2- 2$ , тогда модуль ЭДС индукции равен:

|| I1+-I2 || |ℰ|= |||− L---2--−-I1|||= L(I1−-I2). || t1+-t2− t1|| (t2− t1) 2

Поток вектора магнитной индукции равен:

Φ = LI = LI1.

Ответ: 12

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 12#50545

Частица массой $m$ , имеющая заряд $q > 0$ и обладающая начальным импульсом $p0$ , влетает в однородное электрическое поле. Пройдя в нём расстояние $d$ , частица вылетает из электрического поля и попадает в однородное магнитное поле с индукцией $B$ (см. рисунок). Известно, что за время движения в электрическом поле модуль импульса частицы увеличился в три раза.

Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать.

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Ф ИЗИЧ ЕСК ИЕ ВЕЛ ИЧИ НЫ ФОР МУ ЛЫ 4p20- А) ускоряющ ая разность потенциалов электрического поля 1)mqd 2) 3p0 q4Bp2 Б) радиус окруж ности, по которой будет двигаться частица в магн&#x0 3p0qB- 4) m

|---|---| |-А-|Б--| --------|

Показать ответ и решение

А) Импульс частицы находится по формуле:

p= mv,

где $m$ – масса частицы, $v$ – её скорость.
Кинетическая энергия равна:

mv2 E = -2-,

Работа электрического поля равна:

A =qU,

где $q$ – заряд частицы, $U$ – разность потенциалов.
Работа электрического поля равна изменению кинетической энергии заряженной частицы:

qU = mv22− mv21= -p22− -p21= 9p20-− p20-= 4p20. 2 2 2m 2m 2m 2m m

Отсюда

4p20 U = mq .

Скорость частицы при влёте в магнитное поле:

v = 3p0. m

По второму закону Ньютона:

FL = ma,

где $FL$ – сила Лоренца, $a$ - центростремительное ускорение.
Сила Лоренца равна:

F = qvB, L

центростремительное ускорение:

v2 a= -R.

Тогда из второго закона Ньютона:

2 qvB = m v-⇒ R = mv-= 3p0. R qB Bq

Ответ: 32

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 13#50544

На рисунках изображены схемы физических экспериментов. Установите соответствие между этими экспериментами и их целью. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ЕГО ЦЕЛЬ

1) Наблюдение картины силовых линий постоянного магнита

2) Измерение зависимости модуля индукции магнитного поля постоянного магнита от расстяония до его полюса

3) Обнаружение явления электромагнитной индукции

4) Проверка закона Ома

Показать ответ и решение

А) На картинке А изображены две катушки, при этом первая (маленькая) содержит источник тока, значит, вокруг нее создается магнитное поле, вторая катушка (большая) не содержит источника тока, но у неё есть амперметр, значит, в ходе эксперимента можно найти значение силы тока. При движении первой катушки вдоль второй магнитное поле первой катушки изменяется, значит, будет возникать электромагнитная индукция, то есть эксперимент направлен на обнаружение явления электромагнитной индукции.
Б) На рисунке Б изображены железные опилки (проводники) и постоянный магнит. В магнитном поле магнита опилки намагничиваются и ориентируются вдоль направления силовых линий магнита. То есть в ходе эксперимента наблюдается картина силовых линий постоянного магнита.

Ответ: 31

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 14#50543

Прямолинейный проводник длиной $l$ перемещается со скоростью $V$ в однородном магнитном поле с индукцией $\text{[math]}$ . Векторы $V$ и $B$ образуют друг с другом угол $α$ и перпендикулярны проводнику (см. рис.).

Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать.

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

ФИ ЗИЧ ЕСКИ Е ВЕЛИ ЧИН Ы ФО РМ УЛЫ А) М одуль силы, с которой магнитное поле действует на электроны проводим ости проводника 2) |e|VB cosα Б) М одуль разности потенциалов, возникаю щей м еж ду 3) BlV cosα концами проводника 4) BlV sinα

|---|---| |-А-|Б--| --------|

Показать ответ и решение

А) Сила Лоренца, действующая на заряд равна:

F =|e|V Bsinα

Б) Под действием силы Лоренца электроны смещаются вдоль проводника, при этом концы проводника оказываются заряженными зарядами противоположного знака. Между концами проводника появляется разность потенциалов, величину которой можно найти из того, что действие соответствующего электрического поля в точности уравновешивается силой Лоренца.

|e|E = |e|VB sin α.

Напряженность поля равна:

E = U, l

тогда

U = BlV sinα.

Ответ: 14

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 15#14257

Заряженная частица массой $m$ , несущая положительный заряд $q$ , движется перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля $B⃗$ по окружности радиусом $R$ . Действием силы тяжести пренебречь. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами