Тест 2 – 12

На рисунке показана зависимость силы тока в электрической цепи от времени. Заряд, прошедший по проводнику на интервале времени от 5 до 15 с (в мКл) равен...

Варианты ответов: Варианты ответов:

1) 200; 2) 225;

3) 450; 4) 250.

Решение.

Заряд, прошедший по проводнику на интервале времени от t₁ до t₂ , равен интегралу q = , где I(t) – функция, описывающая зависимость силы тока от времени. Согласно геометрическому смыслу, интеграл численно равен площади фигуры, ограниченной графиком подынтегральной функции и осью абсцисс и двумя ординатами t= t₁ и t= t₂ . Площадь фигуры, изображённой на рисунке, удобно подсчитать как число клеток, умноженное на цену деления одной клетки. На заданном интервале времени от 5 до 15 с число клеток равно 4,5. Цена деления одной клетки 5·10 = 50 мКл /с. Площадь фигуры 4,5·50 = 225, поэтому заряд, прошедший по проводнику, равен 225 мКл .

Ответ: вариант 2.

Тест 2 – 13

Через лампу, подключенную к источнику тока с ЭДС 8 В и внутренним сопротивлением 1,0 Ом протекает ток 2 А. Зависимость тока от приложенного к лампе напряжения показана на графике …

Варианты ответов:

1) 2; 2) 4;

3) 1; 4) 3.

Решение.

Согласно закону Ома для полной цепи, имеем: ε = I∙R + I·r, где ε – ЭДС источника тока, I – сила тока в цепи, R – внешнее сопротивление, r – внутреннее сопротивление источника тока. По условию задачи ε = 8 В, I = 2 А, r = 1,0 Ом. Отсюда найдём сопротивление лампы :R = (ε - I·r )/ I = (8-2·1)/2 = 3 Ом. По закону Ома для однородного участка цепи: R = U / I, где U – напряжение на участке цепи. Поэтому отношению U / I =6/2= 3 соответствует график 3.

Ответ: вариант 4.

Тест 2 – 14

Жесткий электрический диполь находится в однородном электростатическом поле.

Момент сил, действующий на диполь, направлен...

Варианты ответов: 1) Против вектора напряженности поля; 2) от нас;

3) Вдоль вектора напряженности поля; 4) к нам.

Решение.

Момент сил, действующих на электрический диполь, равен векторному произведению электрического момента диполя на вектор напряженности электрического поля: = [· ]. Электрический момент диполя = q∙

направлен вдоль оси диполя от отрицательного заряда к положительному. Направление момента сил , действующих на диполь, определяется по правилу векторного произведения двух векторов, т.е. это будет вектор, перпендикулярный плоскости, в которой лежат перемножаемые вектора. Направление вектора (к нам или от нас) можно определить по правилу правого винта: если первый вектор поворачивать ко второму, то поступательное движение винта укажет направление векторного произведения. В нашем случае вектор направлен от нас.

Этот вывод подтверждает рисунок, на котором показаны силы, вращающие диполь. Очевидно, что под действием этих сил поворот диполя произойдёт по часовой стрелке. Следовательно, поступательное, движение винта будет направлено от нас, т.е. вектор направлен от нас за чертёж.

Ответ: вариант 2.

Тест 2 – 15

Зависимость удельного сопротивления проводника от температуры в области сверхпроводящего перехода представлена графиком ...

Варианты ответов:

Решение.

Сверхпроводимостью называется явление, при котором при понижении температуры электрическое сопротивление проводника (в том числе удельное сопротивление) скачкообразно обращается в нуль при некоторых критических значениях температуры, характерной для каждого вещества. Следовательно, зависимость удельного сопротивления проводника от температуры в области сверхпроводящего перехода представлена графиком 3. Ответ: вариант 3. .

Тест 2 – 16

При помещении полярного диэлектрика в электростатическое поле...

Варианты ответов:

1) В образце индуцируются упругие электрические дипольные моменты атомов, совпадающие по направлению с имевшимися электрическими дипольными моментами молекул; вектор поляризованности образца направлен против направления внешнего поля;

2) происходит ориентирование имевшихся электрических дипольных моментов молекул; вектор поляризованности образца направлен по направлению внешнего поля;

3) происходит ориентирование имевшихся электрических дипольных моментов молекул; вектор поляризованности образца направлен против направления внешнего поля;

4) в образце индуцируются упругие электрические дипольные моменты атомов, компенсирующие имевшиеся электрические дипольные моменты молекул; вектор поляризованности образца остается равным нулю.

Решение

Молекулы полярного диэлектрика в отсутствие внешнего электрического поля обладают электрическим дипольным моментом. Однако, вследствие теплового движения дипольные моменты отдельных молекул ориентированы хаотично и их результирующий момент равен нулю. Если такой диэлектрик поместить во внешнее электрическое поле, то происходит ориентирование электрических дипольных моментов по направлению внешнего поля. Тепловое движение этому препятствует. В результате устанавливается преимущественная ориентация дипольных моментов по полю. Вектор поляризованности, определяемый как дипольный момент единицы объёма диэлектрика, также направлен по направлению внешнего поля.

Ответ: вариант 2.

Тест 2 – 17

Электрическое поле создано двумя бесконечными параллельными плоскостями, заряженными с поверхностными плотностями +2σ и - σ. На рисунке показана качественная зависимость проекции напряженности поля Е_x от координаты x вне пластин и между пластинами.

Правильно отражает качественную зависимость проекции напряженности поля Е_х на ось х график ...

Варианты ответов:

Решение

Как видно из рисунка, на всех трех участках (слева, справа и между заряженными плоскостями) графики зависимости потенциала φ от координаты х представляет собой прямую, уравнение которой можно записать в виде: φ = φ₀ ±. Е_х·x ( знак плюс, если функция возрастает и знак минус, если функция убывает). Связь между проекцией напряженности электрического поля на ось x и потенциалом даётся уравнением: Е_х = - d φ/dx. Производная от линейной функции по координате является постоянной величиной, численно равной тангенсу угла наклона прямой к оси х: tgα=Δ φ /Δx = - Е_х. Если функция φ(x) возрастает, , то tgα >0 и Е_х <0, а если функция φ(x) убывает, то tgα <0 и Е_х > 0.

Проанализируем варианты ответов.

На участке слева от заряженных плоскостей фукция φ(x) возрастает, поэтому тангенсу угла наклона прямой к оси х положителен и Δφ /Δx > 0, а Е_х < 0, что соответствует рисункам 3 и 4. На участках между заряженными плоскостями и справа от них функция убывает, поэтому на этих участках Δφ /Δx < 0, и Е_х > 0, что соответствует рисунку 4.

Ответ: вариант 4.

64