Электричество и магнетизм
ЗАДАНИЕ
N 23 сообщить
об ошибке
Тема:
Законы постоянного тока
На
рисунке показана зависимость силы тока
в электрической цепи от времени:
Отношение
заряда, прошедшего через поперечное
сечение проводника за двадцать секунд,
к заряду, прошедшему за последние пять
секунд, равно …
|
|
|
7 |
|
|
|
1,5 |
|
|
|
2 |
|
|
|
4 |
Решение:
По
определению сила тока в цепи 
.
Отсюда 
,
где 
–
заряд, прошедший через
поперечное сечение проводника за
бесконечно малый промежуток времени 
.
Заряд, прошедший за определенный
промежуток времени, можно определить
по формуле 
.
Используя геометрический смысл
определенного интеграла,
найдем 
и 
Следовательно, 
ЗАДАНИЕ
N 24 сообщить
об ошибке
Тема:
Электрические и магнитные свойства
вещества
На
рисунке представлены графики, отражающие
характер зависимости
поляризованности Р диэлектрика
от напряженности внешнего электрического
поля Е.
Полярным
диэлектрикам соответствует кривая …
|
|
|
3 |
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
4 |
Решение: К полярным диэлектрикам относятся диэлектрики, молекулы (атомы) которых обладают отличным от нуля дипольным моментом в отсутствие внешнего электрического поля. Однако в результате теплового движения молекул векторы их дипольных моментов ориентированы беспорядочно, и поляризованность Р = 0. При внесении полярного диэлектрика во внешнее электрическое поле наблюдается ориентационная поляризация: внешнее электрическое поле стремится ориентировать дипольные моменты полярных молекул по направлению вектора напряженности поля. Этому препятствует хаотическое тепловое движение молекул. В итоге совместного действия поля и теплового движения молекул имеет место преимущественная ориентация дипольных моментов в направлении поля, возрастающая с увеличением напряженности поля (и уменьшением температуры). В очень сильном электрическом поле (и при достаточно низкой температуре) дипольные моменты всех молекул располагаются практически параллельно полю. При этом поляризованность полярного диэлектрика достигает максимального значения (но существенно меньшего по сравнению с сегнетоэлектриками). Все указанные особенности поляризованности полярных диэлектриков отражает кривая 3.
ЗАДАНИЕ
N 25 сообщить
об ошибке
Тема:
Магнитостатика
На
рисунке изображены сечения двух
параллельных прямолинейных длинных
проводников с одинаково направленными
токами, причем 
:
Индукция 
результирующего
магнитного поля равна нулю в некоторой
точке интервала …
|
|
|
b |
|
|
|
a |
|
|
|
c |
|
|
|
d |
ЗАДАНИЕ
N 26 сообщить
об ошибке
Тема:
Уравнения Максвелла
Полная
система уравнений Максвелла для
электромагнитного поля в интегральной
форме имеет вид:
,
,
,
0.
Следующая
система уравнений:
0
–
справедлива
для …
|
|
|
электромагнитного поля в отсутствие свободных зарядов и токов проводимости |
|
|
|
электромагнитного поля в отсутствие свободных зарядов |
|
|
|
электромагнитного поля в отсутствие токов проводимости |
|
|
|
стационарных электрических и магнитных полей |
Решение:
Вторая
система уравнений отличается от первой
системы своими вторым и третьим
уравнениями. Во втором уравнении
отсутствует в подынтегральном выражении
плотность 
токов
проводимости, а в третьем уравнении –
плотность 
свободных
зарядов. Следовательно, рассматриваемая
система справедлива для электромагнитного
поля в отсутствие свободных зарядов и
токов проводимости.
ЗАДАНИЕ
N 27 сообщить
об ошибке
Тема:
Явление электромагнитной индукции
Проводящий
плоский контур площадью 75 см2 расположен
в магнитном поле перпендикулярно линиям
магнитной индукции. Если магнитная
индукция изменяется по закону 
мТл,
то ЭДС индукции, возникающая в контуре
в момент времени 
(в мВ),
равна …
|
|
|
0,18 |
|
|
|
180 |
|
|
|
1,8 |
|
|
|
18 |
Решение:
В
соответствии с законом Фарадея для
электромагнитной индукции электродвижущая
сила индукции в замкнутом проводящем
контуре численно равна и противоположна
по знаку скорости изменения магнитного
потока сквозь поверхность, ограниченную
этим контуром: 
.
Поскольку плоскость контура перпендикулярна
линиям магнитной индукции, 
где S –
площадь контура. Таким образом, 
ЗАДАНИЕ N 28 сообщить об ошибке Тема: Электростатическое поле в вакууме Заряд 1 нКл переместился из точки, находящейся на расстоянии 1 см от поверхности заряженного проводящего шара радиусом 9 см, в бесконечность. Поверхностная плотность заряда шара 1,1·10-4 Кл/м2. Работа сил поля (в мДж), совершаемая при этом перемещении, равна ______ . (Ответ округлите до целых.)
|
1 | |
Решение:
Работа
сил поля по перемещению заряда определяется
по формуле 
,
где q – перемещаемый заряд, 
и 
–
потенциалы начальной и конечной точек
соответственно. В случае заряженного
шара потенциал на бесконечности 
. 
.
Тогда 
ЗАДАНИЕ
N 15 сообщить
об ошибке
Тема:
Электрические и магнитные свойства
вещества
На
рисунке показана зависимость
поляризованности Р в
сегнетоэлектрике от напряженности Е внешнего
электрического поля:
Участок 
соответствует …
|
|
|
остаточной поляризации сегнетоэлектрика |
|
|
|
спонтанной поляризации сегнетоэлектрика |
|
|
|
коэрцитивной силе сегнетоэлектрика |
|
|
|
поляризации насыщения сегнетоэлектрика |
Решение: Для сегнетоэлектриков характерно явление диэлектрического гистерезиса, состоящее в различии значений поляризованности сегнетоэлектрического образца при одной и той же напряженности электрического поля в зависимости от значения предварительной поляризованности этого образца (петля гистерезиса). При уменьшении напряженности внешнего электрического поля до нуля наблюдается остаточная поляризованность, изображенная на рисунке отрезкомОС. Явление гистерезиса объясняется доменной структурой сегнетоэлектрика.
ЗАДАНИЕ N 16 сообщить об ошибке Тема: Электростатическое поле в вакууме Два проводника заряжены до потенциалов 34 В и –16 В. Заряд 100 нКл нужно перенести со второго проводника на первый. При этом необходимо совершить работу (в мкДж), равную …
|
5 | |
Решение:
Работа
внешних сил по перемещению заряда в
электростатическом поле определяется
по формуле 
,
где q – перемещаемый заряд,
и
–
потенциалы конечной и начальной точек
соответственно. Тогда искомая работа 
ЗАДАНИЕ N 17 сообщить об ошибке Тема: Уравнения Максвелла Полная система уравнений Максвелла для электромагнитного поля в интегральной форме имеет вид: , , , 0. Следующая система уравнений: 0 – справедлива для …
|
|
|
электромагнитного поля в отсутствие свободных зарядов и токов проводимости |
|
|
|
электромагнитного поля в отсутствие свободных зарядов |
|
|
|
электромагнитного поля в отсутствие токов проводимости |
|
|
|
стационарных электрических и магнитных полей |
Решение: Вторая система уравнений отличается от первой системы своими вторым и третьим уравнениями. Во втором уравнении отсутствует в подынтегральном выражении плотность токов проводимости, а в третьем уравнении – плотность свободных зарядов. Следовательно, рассматриваемая система справедлива для электромагнитного поля в отсутствие свободных зарядов и токов проводимости.
ЗАДАНИЕ
N 18 сообщить
об ошибке
Тема:
Законы постоянного тока
На
рисунке представлены результаты
экспериментального исследования
зависимости силы тока в цепи от значения
сопротивления R,
подключенного к источнику постоянного
тока. КПД источника (в процентах) при
сопротивлении 
Ом составляет
…
|
|
|
80 |
|
|
|
83 |
|
|
|
75 |
|
|
|
67 |
Решение:
Коэффициент
полезного действия источника тока
определяется по формуле: 
.
Здесь r –
внутреннее сопротивление источника.
Для его определения воспользуемся
законом 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: 
Ом, 
А; 
Ом, 
А.
Тогда 
, 
.
Решая эту систему, получим: 
В, 
Ом.
Искомое значение КПД источника 
.
ЗАДАНИЕ
N 19 сообщить
об ошибке
Тема:
Магнитостатика
Рамка
с током с магнитным дипольным моментом 
,
направление которого указано на рисунке,
находится в однородном магнитном
поле:
Момент
сил, действующих на магнитный диполь,
направлен …
|
|
|
перпендикулярно плоскости рисунка к нам |
|
|
|
перпендикулярно плоскости рисунка от нас |
|
|
|
по направлению вектора магнитной индукции |
|
|
|
противоположно вектору магнитной индукции |
Решение:
На
контур с током в однородном магнитном
поле действует вращающий момент сил 
,
стремящийся расположить контур таким
образом, чтобы вектор его магнитного
момента 
был
сонаправлен с вектором магнитной
индукции 
поля. Используя
определение векторного произведения,
находим, что момент сил направлен
перпендикулярно плоскости рисунка к
нам.
ЗАДАНИЕ
N 20 сообщить
об ошибке
Тема:
Явление электромагнитной
индукции
Прямоугольная
проволочная рамка расположена в одной
плоскости с прямолинейным длинным
проводником, по которому течет ток I.
Индукционный ток в рамке будет направлен
по часовой стрелке при ее …
|
|
|
поступательном перемещении в отрицательном направлении оси OX |
|
|
|
поступательном перемещении в положительном направлении оси OX |
|
|
|
поступательном перемещении в положительном направлении оси OY |
|
|
|
вращении вокруг оси, совпадающей с длинным проводником |
Решение: При изменении магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную замкнутым проводящим контуром, в нем возникает индукционный ток, направление которого можно найти по правилу Ленца, согласно которому индукционный ток имеет такое направление, что его магнитное поле противодействует изменению магнитного потока. В данном случае в прямоугольной проволочной рамке индукционный ток будет протекать по часовой стрелке при ее поступательном перемещении в отрицательном направлении оси OX.
ЗАДАНИЕ
N 23 сообщить
об ошибке
Тема:
Магнитостатика
На
рисунке изображены сечения двух
прямолинейных длинных параллельных
проводников с противоположно направленными
токами, причем 
.
Индукция
магнитного
поля равна нулю на участке …
|
|
|
d |
|
|
|
а |
|
|
|
b |
|
|
|
c |
Решение:
Линии
магнитной индукции прямолинейных
длинных проводников с токами 
и 
представляют
собой концентрические окружности,
плоскости которых перпендикулярны
проводникам, а центры лежат на их осях.
Направления этих линий определяют
правилом правого винта: направление
вращения винта дает направление силовой
линии магнитной индукции, если
поступательное движение винта совпадает
с направлением тока в проводнике.
Индукция
результирующего
магнитного поля определяется по принципу
суперпозиции 
и
равна нулю, если векторы 
и 
противоположно
направлены и равны по модулю. Это
может быть только в точках интервалов а иd.
Поскольку магнитная индукция прямолинейного
длинного проводника с током вычисляется
по формуле 
,
то модули векторов
и
равны,
если 
,
так как по условию
.
Следовательно, индукция
результирующего
магнитного поля равна нулю в некоторой
точке интервала d.
ЗАДАНИЕ N 24 сообщить об ошибке Тема: Уравнения Максвелла Физический смысл уравнения Максвелла заключается в следующем …
|
|
|
изменяющееся со временем магнитное поле порождает вихревое электрическое поле |
|
|
|
источником вихревого магнитного поля помимо токов проводимости является изменяющееся со временем электрическое поле |
|
|
|
«магнитных зарядов» не существует: силовые линии магнитного поля замкнуты |
|
|
|
источником электрического поля являются свободные электрические заряды |
Решение: Уравнение Максвелла означает, что с переменным магнитным полем неразрывно связано вихревое электрическое поле.
ЗАДАНИЕ
N 25 сообщить
об ошибке
Тема:
Электростатическое поле в вакууме
В
некоторой области пространства создано
электростатическое поле, потенциал
которого описывается функцией 
.
Вектор напряженности электрического
поля в точке пространства, показанной
на рисунке, будет иметь направление …
|
4 | |
Решение:
Связь
напряженности и потенциала
электростатического поля имеет вид: 
,
или в проекциях на оси прямоугольной
декартовой системы координат: 
, 
, 
.
Так как по условию потенциал 
зависит
только от х, значит, отлична от нуля
только проекция вектора напряженности 
.
Таким образом, вектор напряженности
электрического поля будет иметь
направление, показанное стрелкой 4.
ЗАДАНИЕ
N 26 сообщить
об ошибке
Тема:
Явление электромагнитной
индукции
Прямоугольная
проволочная рамка расположена в одной
плоскости с прямолинейным длинным
проводником, по которому течет ток I.
Индукционный ток в рамке будет направлен
по часовой стрелке при ее …
|
|
|
поступательном перемещении в положительном направлении оси OX |
|
|
|
поступательном перемещении в отрицательном направлении оси OX |
|
|
|
поступательном перемещении в положительном направлении оси OY |
|
|
|
вращении вокруг оси, совпадающей с длинным проводником |
Решение: При изменении магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную замкнутым проводящим контуром, в нем возникает индукционный ток, направление которого можно найти по правилу Ленца, согласно которому индукционный ток имеет такое направление, что его магнитное поле противодействует изменению магнитного потока. В данном случае в прямоугольной проволочной рамке индукционный ток будет протекать по часовой стрелке при ее поступательном перемещении в положительном направлении оси OX.
ЗАДАНИЕ N 27 сообщить об ошибке 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 28 сообщить об ошибке Тема: Электрические и магнитные свойства вещества Явление гистерезиса, то есть запаздывания изменения поляризованности от изменения напряженности внешнего электрического поля, имеет место в …
|
|
|
сегнетоэлектриках |
|
|
|
полярных диэлектриках |
|
|
|
неполярных диэлектриках |
|
|
|
любых диэлектриках |
Решение: Для сегнетоэлектриков характерно явление диэлектрического гистерезиса, состоящее в различии значений поляризованности сегнетоэлектрического образца при одной и той же напряженности электрического поля в зависимости от значения предварительной поляризованности этого образца. При уменьшении напряженности внешнего электрического поля до нуля наблюдается остаточная поляризованность. Явление гистерезиса объясняется доменной структурой сегнетоэлектрика.
ЗАДАНИЕ
N 19 сообщить
об ошибке
Тема:
Электростатическое поле в
вакууме
Электростатическое
поле создано положительно заряженной
сферой.
Правильно
отражает зависимость потенциала от
расстояния рисунок …
|
2 | |
Решение:
Потенциал
поля на поверхности и внутри заряженной
металлической сферы является постоянным,
вне сферы убывает с расстоянием r по
такому же закону, как для точечного
заряда. Таким образом, график
зависимости 
для
заряженной металлической сферы
радиусом R показан
на рисунке 2.
ЗАДАНИЕ N 20 сообщить об ошибке Тема: Законы постоянного тока Птица сидит на проводе линии электропередачи, сопротивление которого 2,5·10-5 Ом на каждый метр длины. Если по проводу течет ток силой 2 кА, а расстояние между лапами птицы составляет 5 см, то птица находится под напряжением …
|
|
|
2,5мВ |
|
|
|
2 мкВ |
|
|
|
0,2 В |
|
|
|
40 мВ |
Решение:
Из
закона Ома для участка цепи 
.
По условию для провода 
Ом/м.
Тогда птица находится под напряжением 
ЗАДАНИЕ N 21 сообщить об ошибке Тема: Уравнения Максвелла Полная система уравнений Максвелла для электромагнитного поля в интегральной форме имеет вид: , , , 0. Следующая система уравнений: 0 – справедлива для …
|
|
|
электромагнитного поля в отсутствие свободных зарядов и токов проводимости |
|
|
|
электромагнитного поля в отсутствие свободных зарядов |
|
|
|
электромагнитного поля в отсутствие токов проводимости |
|
|
|
стационарных электрических и магнитных полей |
ЗАДАНИЕ
N 22 сообщить
об ошибке
Тема:
Магнитостатика
Поле
создано прямолинейным длинным проводником
с током I1.
Если отрезок проводника с током I2 расположен
в одной плоскости с длинным проводником
так, как показано на рисунке, то сила
Ампера …
|
|
|
лежит в плоскости чертежа и направлена вправо |
|
|
|
лежит в плоскости чертежа и направлена влево |
|
|
|
перпендикулярна плоскости чертежа и направлена «от нас» |
|
|
|
перпендикулярна плоскости чертежа и направлена «к нам» |
Решение: На проводник с током в магнитном поле действует сила Ампера. В данном случае магнитное поле создается прямолинейным длинным проводником с током I1. В соответствии с правилом правого винта (буравчика) вектор магнитной индукции в месте расположения отрезка проводника с током I2 направлен перпендикулярно плоскости чертежа «к нам». В случае прямолинейного отрезка проводника с током в перпендикулярном проводнику магнитном поле для нахождения направления силы Ампера удобно воспользоваться правилом левой руки, согласно которому сила Ампера лежит в плоскости чертежа и направлена вправо.
ЗАДАНИЕ
N 23 сообщить
об ошибке
Тема:
Явление электромагнитной индукции
На
рисунке представлена зависимость
магнитного потока, пронизывающего
некоторый контур, от времени:
График
зависимости ЭДС индукции в контуре от
времени представлен на рисунке …
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение:
В
соответствии с законом Фарадея для
электромагнитной индукции электродвижущая
сила индукции в замкнутом проводящем
контуре численно равна и противоположна
по знаку скорости изменения магнитного
потока сквозь поверхность, ограниченную
этим контуром: 
.
Следовательно, если магнитный поток
увеличивается со временем по линейному
закону в интервале 0 – 0,1 с, то ЭДС
индукции будет равна отрицательной
постоянной величине; если не изменяется
в интервале 0,1 – 0,3 с, то ЭДС индукции
равна нулю; если убывает по линейному
закону в интервале 0,3 – 0,4 с, то ЭДС
индукции будет равна положительной
постоянной величине.
ЗАДАНИЕ N 24 сообщить об ошибке Тема: Электрические и магнитные свойства вещества На рисунке представлены графики, отражающие характер зависимости поляризованности Р диэлектрика от напряженности внешнего электрического поля Е. Полярным диэлектрикам соответствует кривая …
|
|
|
3 |
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
4 |
Решение: К полярным диэлектрикам относятся диэлектрики, молекулы (атомы) которых обладают отличным от нуля дипольным моментом в отсутствие внешнего электрического поля. Однако в результате теплового движения молекул векторы их дипольных моментов ориентированы беспорядочно, и поляризованность Р = 0. При внесении полярного диэлектрика во внешнее электрическое поле наблюдается ориентационная поляризация: внешнее электрическое поле стремится ориентировать дипольные моменты полярных молекул по направлению вектора напряженности поля. Этому препятствует хаотическое тепловое движение молекул. В итоге совместного действия поля и теплового движения молекул имеет место преимущественная ориентация дипольных моментов в направлении поля, возрастающая с увеличением напряженности поля (и уменьшением температуры). В очень сильном электрическом поле (и при достаточно низкой температуре) дипольные моменты всех молекул располагаются практически параллельно полю. При этом поляризованность полярного диэлектрика достигает максимального значения (но существенно меньшего по сравнению с сегнетоэлектриками). Все указанные особенности поляризованности полярных диэлектриков отражает кривая 3.
ЗАДАНИЕ
N 1 сообщить
об ошибке
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 R показан на рисунке 2.
ЗАДАНИЕ N 2 сообщить об ошибке Тема: Уравнения Максвелла Физический смысл уравнения Максвелла заключается в следующем …
|
|
|
источником электрического поля являются свободные электрические заряды |
|
|
|
изменяющееся со временем магнитное поле порождает вихревое электрическое поле |
|
|
|
«магнитных зарядов» не существует: силовые линии магнитного поля замкнуты |
|
|
|
источником вихревого магнитного поля, помимо токов проводимости, является изменяющееся со временем электрическое поле |
Решение: Данное уравнение Максвелла является обобщением теоремы Остроградского – Гаусса для электростатического поля в среде – источником электрического поля являются свободные электрические заряды. Максвелл предположил, что она справедлива для любого электрического поля, как стационарного, так и переменного.
ЗАДАНИЕ N 3 сообщить об ошибке Тема: Электрические и магнитные свойства вещества Явление гистерезиса, то есть запаздывания изменения поляризованности от изменения напряженности внешнего электрического поля, имеет место в …
|
|
|
сегнетоэлектриках |
|
|
|
полярных диэлектриках |
|
|
|
неполярных диэлектриках |
|
|
|
любых диэлектриках |
Решение: Для сегнетоэлектриков характерно явление диэлектрического гистерезиса, состоящее в различии значений поляризованности сегнетоэлектрического образца при одной и той же напряженности электрического поля в зависимости от значения предварительной поляризованности этого образца. При уменьшении напряженности внешнего электрического поля до нуля наблюдается остаточная поляризованность. Явление гистерезиса объясняется доменной структурой сегнетоэлектрика.
ЗАДАНИЕ N 4 сообщить об ошибке Тема: Явление электромагнитной индукции Прямоугольная проволочная рамка расположена в одной плоскости с прямолинейным длинным проводником, по которому течет ток I. Индукционный ток в рамке будет направлен по часовой стрелке при ее …
|
|
|
поступательном перемещении в отрицательном направлении оси OX |
|
|
|
поступательном перемещении в положительном направлении оси OX |
|
|
|
поступательном перемещении в положительном направлении оси OY |
|
|
|
вращении вокруг оси, совпадающей с длинным проводником |
Решение: При изменении магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную замкнутым проводящим контуром, в нем возникает индукционный ток, направление которого можно найти по правилу Ленца, согласно которому индукционный ток имеет такое направление, что его магнитное поле противодействует изменению магнитного потока. В данном случае в прямоугольной проволочной рамке индукционный ток будет протекать по часовой стрелке при ее поступательном перемещении в отрицательном направлении оси OX.
ЗАДАНИЕ
N 5 сообщить
об ошибке
Тема:
Магнитостатика
Два
заряда 
и 
движутся
параллельно в одну сторону на расстоянии
r друг
от друга, как показано на рисунке:
Магнитная
составляющая силы, действующей на второй
заряд со стороны первого заряда, имеет
направление …
|
|
|
4 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
1 |
Решение:
Индукция
магнитного поля свободно движущегося
заряда равна 
,
где 
заряд
частицы, 
скорость
частицы, 
радиус-вектор,
характеризующий положение
заряда 
относительно
заряда 
.
Используя определение векторного
произведения, находим, что вектор 
в
месте нахождения заряда
направлен
«от нас». Сила Лоренца 
по
правилу левой руки имеет направление
4.
ЗАДАНИЕ N 6 сообщить об ошибке Тема: Законы постоянного тока Электропроводка должна выполняться из достаточно толстого провода, чтобы он сильно не нагревался и не создавал угрозы пожара. Если проводка рассчитана на максимальную силу тока 16 А и на погонном метре провода должно выделяться не более 2 Вт тепла, то диаметр медного провода (с учетом того, что удельное сопротивление меди равно 17 нОм·м) равен ______ мм.
|
|
|
1,7 |
|
|
|
0,83 |
|
|
|
1,5 |
|
|
|
0,97 |
ЗАДАНИЕ N 13 сообщить об ошибке Тема: Явление электромагнитной индукции Проводящий плоский контур площадью 75 см2 расположен в магнитном поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Если магнитная индукция изменяется по закону мТл, то ЭДС индукции, возникающая в контуре в момент времени (в мВ), равна …
|
|
|
0,18 |
|
|
|
180 |
|
|
|
1,8 |
|
|
|
18 |
Решение: В соответствии с законом Фарадея для электромагнитной индукции электродвижущая сила индукции в замкнутом проводящем контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную этим контуром: . Поскольку плоскость контура перпендикулярна линиям магнитной индукции, где S – площадь контура. Таким образом,
ЗАДАНИЕ
N 14 сообщить
об ошибке
Тема:
Магнитостатика
Электрон
влетает в магнитное поле, создаваемое
прямолинейным длинным проводником с
током в направлении, параллельном
проводнику (см. рис.).
При
этом сила Лоренца, действующая на
электрон, …
|
|
|
лежит в плоскости чертежа и направлена вправо |
|
|
|
лежит в плоскости чертежа и направлена влево |
|
|
|
перпендикулярна плоскости чертежа и направлена «от нас» |
|
|
|
перпендикулярна плоскости чертежа и направлена «к нам» |
ЗАДАНИЕ N 15 сообщить об ошибке Тема: Электрические и магнитные свойства вещества На рисунке показана зависимость поляризованности Р в сегнетоэлектрике от напряженности Е внешнего электрического поля: Участок соответствует …
|
|
|
остаточной поляризации сегнетоэлектрика |
|
|
|
спонтанной поляризации сегнетоэлектрика |
|
|
|
коэрцитивной силе сегнетоэлектрика |
|
|
|
поляризации насыщения сегнетоэлектрика |
ЗАДАНИЕ N 16 сообщить об ошибке Тема: Законы постоянного тока На рисунке показана зависимость силы тока в электрической цепи от времени. Наименьший заряд протечет через поперечное сечение проводника в промежутке времени ________ с.
|
|
|
15–20 |
|
|
|
0–5 |
|
|
|
5–10 |
|
|
|
10–15 |
ЗАДАНИЕ
N 17 сообщить
об ошибке
Тема:
Электростатическое поле в
вакууме
Электростатическое
поле создано двумя точечными
зарядами: 
и 
.
Отношение
потенциала поля, созданного первым
зарядом в точке А, к потенциалу
результирующего поля в этой точке
равно …
|
3 | |
Решение:
Согласно
принципу суперпозиции полей 
,
где 
и 
потенциалы
полей, создаваемых в точке А каждым
зарядом в отдельности. Потенциал поля
точечного заряда 
.
Тогда потенциал результирующего поля
в точке А 
.
Следовательно, искомое отношение 
.
ЗАДАНИЕ N 18 сообщить об ошибке Тема: Уравнения Максвелла Физический смысл уравнения Максвелла заключается в следующем …
|
|
|
источником электрического поля являются свободные электрические заряды |
|
|
|
изменяющееся со временем магнитное поле порождает вихревое электрическое поле |
|
|
|
«магнитных зарядов» не существует: силовые линии магнитного поля замкнуты |
|
|
|
источником вихревого магнитного поля, помимо токов проводимости, является изменяющееся со временем электрическое поле |
Решение: Данное уравнение Максвелла является обобщением теоремы Остроградского – Гаусса для электростатического поля в среде – источником электрического поля являются свободные электрические заряды. Максвелл предположил, что она справедлива для любого электрического поля, как стационарного, так и переменного.
ЗАДАНИЕ N 9 сообщить об ошибке Тема: Законы постоянного тока На рисунке показана зависимость силы тока в электрической цепи от времени. Наибольший заряд протечет через поперечное сечение проводника в промежутке времени _______ с.
|
|
|
5–10 |
|
|
|
0–5 |
|
|
|
10–15 |
|
|
|
15–20 |
Решение: По определению сила тока в цепи . Отсюда , где – заряд, прошедший через поперечное сечение проводника за бесконечно малый промежуток времени . Заряд, прошедший за определенный промежуток времени, можно определить по формуле . Используя геометрический смысл определенного интеграла, приходим к выводу, что наибольший заряд протечет через поперечное сечение проводника в промежутке времени 5–10 с.
ЗАДАНИЕ
N 10 сообщить
об ошибке
Тема:
Уравнения Максвелла
Полная
система уравнений Максвелла для
электромагнитного поля в интегральной
форме имеет вид:
,
,
,
0.
Следующая
система уравнений:
,
,
,
0
–
справедлива
для …
|
|
|
электромагнитного поля в отсутствие свободных зарядов |
|
|
|
электромагнитного поля в отсутствие свободных зарядов и токов проводимости |
|
|
|
электромагнитного поля в отсутствие токов проводимости |
|
|
|
стационарных электрических и магнитных полей |
ЗАДАНИЕ N 11 сообщить об ошибке Тема: Электрические и магнитные свойства вещества Для ориентационной поляризации диэлектриков характерно …
|
|
|
влияние теплового движения молекул на степень поляризации диэлектрика |
|
|
|
расположение дипольных моментов строго по направлению внешнего электрического поля |
|
|
|
отсутствие влияния теплового движения молекул на степень поляризации диэлектрика |
|
|
|
наличие этого вида поляризации у всех видов диэлектриков |
ЗАДАНИЕ N 12 сообщить об ошибке Тема: Электростатическое поле в вакууме Заряд 1 нКл переместился из точки, находящейся на расстоянии 1 см от поверхности заряженного проводящего шара радиусом 9 см, в бесконечность. Поверхностная плотность заряда шара 1,1·10-4 Кл/м2. Работа сил поля (в мДж), совершаемая при этом перемещении, равна ______ . (Ответ округлите до целых.)
|
1 | |
Решение: Работа сил поля по перемещению заряда определяется по формуле , где q – перемещаемый заряд, и – потенциалы начальной и конечной точек соответственно. В случае заряженного шара потенциал на бесконечности . . Тогда
ЗАДАНИЕ
N 13 сообщить
об ошибке
Тема:
Явление электромагнитной индукции
На
рисунке представлена зависимость ЭДС
индукции в контуре от времени. Магнитный
поток сквозь площадку, ограниченную
контуром, увеличивается со временем по
закону 
(а,
b, c –
постоянные) в интервале …
|
|
|
В |
|
|
|
С |
|
|
|
А |
|
|
|
D |
|
|
|
Е |
ЗАДАНИЕ
N 14 сообщить
об ошибке
Тема:
Магнитостатика
Электрон
влетает в магнитное поле, создаваемое
прямолинейным длинным проводником с
током в направлении, параллельном
проводнику (см. рис.).
При
этом сила Лоренца, действующая на
электрон, …
|
|
|
лежит в плоскости чертежа и направлена влево |
|
|
|
лежит в плоскости чертежа и направлена вправо |
|
|
|
перпендикулярна плоскости чертежа и направлена «от нас» |
|
|
|
перпендикулярна плоскости чертежа и направлена «к нам» |
ЗАДАНИЕ
N 19 сообщить
об ошибке
Тема:
Явление электромагнитной индукции
По
параллельным металлическим проводникам,
расположенным в однородном магнитном
поле, с постоянной скоростью перемещается
проводящая перемычка, длиной
(см.
рис.). Если сопротивлением перемычки и
направляющих можно пренебречь, то
зависимость индукционного тока от
времени можно представить графиком …
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЗАДАНИЕ N 20 сообщить об ошибке Тема: Электростатическое поле в вакууме Два проводника заряжены до потенциалов 34 В и –16 В. Заряд 100 нКл нужно перенести со второго проводника на первый. При этом необходимо совершить работу (в мкДж), равную …
|
5 | |
Решение: Работа внешних сил по перемещению заряда в электростатическом поле определяется по формуле , где q – перемещаемый заряд, и – потенциалы конечной и начальной точек соответственно. Тогда искомая работа
ЗАДАНИЕ N 21 сообщить об ошибке Тема: Законы постоянного тока На рисунке показана зависимость силы тока в электрической цепи от времени: Отношение заряда, прошедшего через поперечное сечение проводника за двадцать секунд, к заряду, прошедшему за последние пять секунд, равно …
|
|
|
7 |
|
|
|
1,5 |
|
|
|
2 |
|
|
|
4 |
Решение: По определению сила тока в цепи . Отсюда , где – заряд, прошедший через поперечное сечение проводника за бесконечно малый промежуток времени . Заряд, прошедший за определенный промежуток времени, можно определить по формуле . Используя геометрический смысл определенного интеграла, найдем и Следовательно,
ЗАДАНИЕ
N 22 сообщить
об ошибке
Тема:
Уравнения Максвелла
Уравнения
Максвелла являются основными законами
классической макроскопической
электродинамики, сформулированными на
основе обобщения важнейших законов
электростатики и электромагнетизма.
Эти уравнения в интегральной форме
имеют вид:
1).
;
2).
;
3).
;
4).
0.
Третье
уравнение Максвелла является обобщением …
|
|
|
теоремы Остроградского – Гаусса для электростатического поля в среде |
|
|
|
закона электромагнитной индукции |
|
|
|
закона полного тока в среде |
|
|
|
теоремы Остроградского – Гаусса для магнитного поля |
Решение: Третье уравнение Максвелла является обобщением теоремы Остроградского – Гаусса для электростатического поля в среде. Максвелл предположил, что она справедлива для любого электрического поля, как стационарного, так и переменного.
ЗАДАНИЕ
N 23 сообщить
об ошибке
Тема:
Магнитостатика
На
рисунке изображен вектор скорости
движущегося электрона:
Вектор
магнитной индукции
поля,
создаваемого электроном при движении,
в точке С направлен …
|
|
|
от нас |
|
|
|
сверху вниз |
|
|
|
на нас |
|
|
|
снизу вверх |
Решение:
Индукция
магнитного поля свободно движущегося
заряда равна 
,
где 
заряд
частицы, 
скорость
частицы,
радиус-вектор
точки С. Используя определение векторного
произведения, находим, что вектор
направлен
«на нас», но, учитывая отрицательный
знак заряда частицы, получим окончательный
ответ – вектор
направлен
«от нас».
ЗАДАНИЕ
N 24 сообщить
об ошибке
Тема:
Электрические и магнитные свойства
вещества
На
рисунке показана зависимость магнитной
проницаемости 
от
напряженности внешнего магнитного
поля Н для
…
|
|
|
ферромагнетика |
|
|
|
диамагнетика |
|
|
|
парамагнетика |
|
|
|
любого магнетика |
ЗАДАНИЕ N 11 сообщить об ошибке Тема: Электростатическое поле в вакууме Электростатическое поле создано положительно заряженной сферой. Правильно отражает зависимость потенциала от расстояния рисунок …
|
2 | |
Решение: Потенциал поля на поверхности и внутри заряженной металлической сферы является постоянным, вне сферы убывает с расстоянием r по такому же закону, как для точечного заряда. Таким образом, график зависимости для заряженной металлической сферы радиусом R показан на рисунке 2.
ЗАДАНИЕ N 12 сообщить об ошибке Тема: Явление электромагнитной индукции По параллельным металлическим проводникам, расположенным в однородном магнитном поле, с постоянной скоростью перемещается проводящая перемычка, длиной (см. рис.). Если сопротивлением перемычки и направляющих можно пренебречь, то зависимость индукционного тока от времени можно представить графиком …
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение:
При
движении проводящей перемычки в магнитном
поле в ней возникает ЭДС индукции и
индукционный ток. Согласно закону Ома
для замкнутой цепи, 
,
а ЭДС индукции определяется из закона
Фарадея: 
,
где 
–
магнитный поток сквозь поверхность,
прочерчиваемую перемычкой при ее
движении за промежуток времени
.
Учитывая, что 
(поскольку
индукция
магнитного
поля перпендикулярна плоскости, в
которой происходит движение проводника),
а 
,
где
–
длина перемычки, получаем: 
.
Тогда 
,
а величина индукционного тока 
.
Поскольку 
то
и индукционный ток не изменяется со
временем.
ЗАДАНИЕ N 13 сообщить об ошибке Тема: Уравнения Максвелла Полная система уравнений Максвелла для электромагнитного поля в интегральной форме имеет вид: , , , 0. Следующая система уравнений: , , , 0 – справедлива для …
|
|
|
электромагнитного поля в отсутствие свободных зарядов |
|
|
|
электромагнитного поля в отсутствие свободных зарядов и токов проводимости |
|
|
|
электромагнитного поля в отсутствие токов проводимости |
|
|
|
стационарных электрических и магнитных полей |
ЗАДАНИЕ N 14 сообщить об ошибке Тема: Законы постоянного тока Электропроводка должна выполняться из достаточно толстого провода, чтобы он сильно не нагревался и не создавал угрозы пожара. Если проводка рассчитана на максимальную силу тока 16 А и на погонном метре провода должно выделяться не более 2 Вт тепла, то диаметр медного провода (с учетом того, что удельное сопротивление меди равно 17 нОм·м) равен ______ мм.
|
|
|
1,7 |
|
|
|
0,83 |
|
|
|
1,5 |
|
|
|
0,97 |
Решение:
Мощность
тока 
.
Тогда мощность, выделяющаяся на погонном
метре провода, 
.
Отсюда диаметр провода 
ЗАДАНИЕ N 15 сообщить об ошибке Тема: Магнитостатика Электрон влетает в магнитное поле, создаваемое прямолинейным длинным проводником с током в направлении, параллельном проводнику (см. рис.). При этом сила Лоренца, действующая на электрон, …
|
|
|
лежит в плоскости чертежа и направлена влево |
|
|
|
лежит в плоскости чертежа и направлена вправо |
|
|
|
перпендикулярна плоскости чертежа и направлена «от нас» |
|
|
|
перпендикулярна плоскости чертежа и направлена «к нам» |
ЗАДАНИЕ N 16 сообщить об ошибке Тема: Электрические и магнитные свойства вещества Вещество является однородным изотропным диамагнетиком, если …
|
|
|
магнитная восприимчивость мала, вектор намагниченности направлен в сторону, противоположную направлению внешнего магнитного поля |
|
|
|
магнитная восприимчивость мала, вектор намагниченности направлен в ту же сторону, что и внешнее магнитное поле |
|
|
|
магнитная восприимчивость велика, вектор намагниченности направлен в ту же сторону, что и внешнее магнитное поле |
|
|
|
магнитная восприимчивость велика, вектор намагниченности направлен в сторону, противоположную направлению внешнего магнитного поля |