Задание n 7 Тема: Законы постоянного тока

На рисунке представлены результаты экспериментального исследования зависимости силы тока в цепи от значения сопротивления, подключенного к источнику постоянного тока. ЭДС источника и его внутреннее сопротивление соответственно равны …

			12 В, 1 Ом
			9 В, 0,5 Ом
			24 В, 3 Ом
			18 В, 2 Ом

Решение: Из закона Ома для замкнутой цепи  . Если из приведенного графика взять два значения сопротивления R и соответствующие им значения силы тока J и подставить их в это уравнение, то получим систему двух уравнений с двумя неизвестными. Например:  Тогда  ,  . Решая эту систему, получим: 

Задание n 8 Тема: Явление электромагнитной индукции

Сила тока в проводящем круговом контуре индуктивностью 100 мГн изменяется с течением времени по закону  (в единицах СИ): Абсолютная величина ЭДС самоиндукции в момент времени 2 с равна ____ ; при этом индукционный ток направлен …

			0,12 В; против часовой стрелки
			0,38 В; против часовой стрелки
			0,12 В; по часовой стрелке
			0,38 В; по часовой стрелке

Решение: ЭДС самоиндукции, возникающая в контуре при изменении в нем силы тока I, определяется по формуле:  , где L – индуктивность контура. Знак минус в формуле соответствует правилу Ленца: индукционный ток направлен так, что противодействует изменению тока в цепи: замедляет его возрастание или убывание. Таким образом, ЭДС самоиндукции равна  . Абсолютная величина ЭДС самоиндукции равна  , индукционный ток направлен против часовой стрелки. При этом учтено направление тока в контуре и его возрастание со временем (что следует из заданного закона изменения силы тока).

ЗАДАНИЕ N 9  Тема: Электростатическое поле в вакууме

На рисунках представлены графики зависимости напряженности поля  для различных распределений заряда: График зависимости  для заряженной металлической сферы радиуса R показан на рисунке …

2

Решение: Напряженность поля внутри заряженной металлической сферы равна нулю, вне сферы убывает с расстоянием r по такому же закону, как для точечного заряда. Таким образом, график зависимости  для заряженной металлической сферы радиуса Rпоказан на рисунке 2.

ЗАДАНИЕ N 10  Тема: Уравнения Максвелла

Утверждение «Никаких источников магнитного поля, подобных электрическим зарядам (по аналогии их называют магнитными зарядами), в природе не существует» является следствием уравнения …

			0

ЗАДАНИЕ N 11  Тема: Свободные и вынужденные колебания

На рисунках изображены зависимости от времени координаты и скорости материальной точки, колеблющейся по гармоническому закону: Циклическая частота колебаний точки (в  ) равна …

2

Решение: При гармонических колебаниях смещение точки от положения равновесия изменяется со временем по закону синуса или косинуса. Пусть  . Скорость есть первая производная по времени от смещения точки:  . Отсюда амплитудное значение скорости  . Отсюда  . Приведенные графики позволяют найти  и  . Тогда циклическая частота колебаний точки  .

ЗАДАНИЕ N 12  Тема: Сложение гармонических колебаний

Складываются два гармонических колебания одного направления с одинаковыми частотами и равными амплитудами  Установите соответствие между амплитудой результирующего колебания и разностью фаз складываемых колебаний. 1.  2.  3. 

1
2
3
			0

Решение: Амплитуда результирующего колебания, полученного при сложении двух гармонических колебаний одного направления с одинаковыми частотами, определяется по формуле  , где  и  – амплитуды складываемых колебаний, ( ) – разность их фаз. Если амплитуда результирующего колебания  , то  . Тогда  и разность фаз будет равна  . Если  , то  .Тогда  , следовательно,  . Если  , то  . Тогда  ; следовательно,  .

ЗАДАНИЕ N 13  Тема: Работа. Энергия

Частица совершила перемещение по некоторой траектории из точки 1 с радиус-вектором  в точку 2 с радиус-вектором  . При этом на нее действовала сила  (радиус-векторы  ,  и сила  заданы в единицах СИ). Работа, совершенная силой  , равна …

26

Решение: По определению  . С учетом того, что  , 

ЗАДАНИЕ N 14  Тема: Кинематика поступательного и вращательного движения

Частица из состояния покоя начала двигаться по дуге окружности радиуса  с угловой скоростью, модуль которой изменяется с течением времени по закону . Отношение нормального ускорения к тангенциальному через 2 секунды равно …

			8
			4
			1
			2

ЗАДАНИЕ N 15  Тема: Динамика вращательного движения

Диск может вращаться вокруг оси, перпендикулярной плоскости диска и проходящей через его центр. К нему прикладывают одну из сил ( ,  ,  или  ), лежащих в плоскости диска и равных по модулю. Верным для угловых ускорений диска является соотношение …

			,

Решение: Согласно основному уравнению динамики вращательного движения твердого тела относительно неподвижной оси угловое ускорение равно:  . Отсюда следует, что угловое ускорение прямо пропорционально моменту приложенной к диску силы, который, в свою очередь, прямо пропорционален величине плеча силы (при условии равенства модулей сил). Таким образом,  ,  , так как плечо силы  равно нулю, и поэтому момент силы  равен нулю.

ЗАДАНИЕ N 16  Тема: Законы сохранения в механике

Теннисный мяч летел с импульсом  в горизонтальном направлении, когда теннисист произвел по мячу резкий удар длительностью  0,1 с. Изменившийся импульс мяча стал равным  (масштаб указан на рисунке): Средняя сила удара равна …

ЗАДАНИЕ N 17  Тема: Динамика поступательного движения

На рисунке приведен график зависимости скорости тела  от времени t. Если масса тела равна 2 кг, то сила (в Н), действующая на тело, равна …

1

Решение: Из второго закона Ньютона  , где а – модуль ускорения, который можно найти из графика зависимости  :  Тогда 

ЗАДАНИЕ N 18  Тема: Элементы специальной теории относительности

-мезон, двигавшийся со скоростью  (с – скорость света в вакууме) в лабораторной системе отсчета, распадается на два фотона: g₁ и g₂. В системе отсчета мезона фотон g₁ был испущен вперед, а фотон g₂ – назад относительно направления полета мезона. Скорость фотона g₁ в лабораторной системе отсчета равна …

Решение: Фотон является частицей, которая может существовать, только двигаясь со скоростьюс, то есть со скоростью света в вакууме. Кроме того, согласно одному из постулатов специальной теории относительности – принципу постоянства скорости света – скорость света в вакууме не зависит от движения источника света и, следовательно, одинакова во всех инерциальных системах отсчета. Поэтому скорость фотона g₁ с учетом направления его движения в лабораторной системе отсчета равна  .