- •Задание n 7 Тема: Сложение гармонических колебаний
- •Задание n 15 Тема: Работа. Энергия
- •Задание n 16 Тема: Элементы специальной теории относительности
- •Задание n 6 Тема: Уравнения Максвелла
- •Задание n 7 Тема: Законы постоянного тока
- •Задание n 10 Тема: Магнитостатика
- •Задание n 17 Тема: Законы сохранения в механике
- •Задание n 2 Тема: Второе начало термодинамики. Энтропия
- •Задание n 7 Тема: Законы постоянного тока
- •Задание n 8 Тема: Явление электромагнитной индукции
- •Задание n 1 Тема: Средняя энергия молекул
- •Задание n 2 Тема: Первое начало термодинамики. Работа при изопроцессах
- •Задание n 3 Тема: Второе начало термодинамики. Энтропия
- •Задание n 4 Тема: Распределения Максвелла и Больцмана
- •Задание n 9 Тема: Уравнения Максвелла
- •Задание n 10 Тема: Явление электромагнитной индукции
- •Задание n 11 Тема: Элементы специальной теории относительности
- •Задание n 12 Тема: Динамика вращательного движения
- •Задание n 13 Тема: Законы сохранения в механике
- •Задание n 14 Тема: Кинематика поступательного и вращательного движения
- •Задание n 15 Тема: Работа. Энергия
- •Задание n 16 Тема: Динамика поступательного движения
- •Задание n 1 Тема: Свободные и вынужденные колебания
- •Задание n 2 Тема: Сложение гармонических колебаний
- •Задание n 3 Тема: Средняя энергия молекул
- •Задание n 13 Тема: Работа. Энергия
- •Задание n 17 Тема: Кинематика поступательного и вращательного движения
- •Задание n 18 Тема: Элементы специальной теории относительности
- •Задание n 1 Тема: Свободные и вынужденные колебания
- •Задание n 2 Тема: Сложение гармонических колебаний
- •Задание n 3 Тема: Распределения Максвелла и Больцмана
- •Задание n 8 Тема: Уравнения Максвелла
- •Задание n 9 Тема: Явление электромагнитной индукции
- •Задание n 10 Тема: Электрические и магнитные свойства вещества
- •Задание n 11 Тема: Законы постоянного тока
- •Задание n 14 Тема: Кинематика поступательного и вращательного движения
- •Задание n 18 Тема: Динамика вращательного движения
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 R показан 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 скоростью с, 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 .