10 ноября 12:44

Электродинамика

Тип 25 № 18462

На рисунке изображена зависимость силы тока в лампе накаливания от приложенного к ней напряжения. Найдите общее напряжение на источнике тока для цепи, содержащей включенные последовательно резистор и лампу, если сила тока в цепи равна 0,4 А, а мощность, выделяющаяся на резисторе, равна 32 Вт.
Иллюстрация к заданию №18462

Тип 25 № 18463

Капелька ртути находится в равновесии между пластинами заряженного конденсатора до разности потенциалов 1 кВ, объем ртутной капельки 2⋅10−18 м32\cdot10^{-18}\,\text{м}^3. Определите заряд капельки, если расстояние между пластинами 2 см.

Тип 25 № 18464

К аккумулятору с ЭДС ξ=50\xi=50 B и внутренним сопротивлением r=4 Ом подключили лампу сопротивлением RлR_\text{л}=10 Ом и резистор сопротивлением R=15 Ом, а также конденсатор емкостью C=100 мкФ (см. рис.). Спустя длительный промежуток времени ключ К размыкают. Какое количество теплоты выделится после этого на резисторе?
Цепь: ключ K, лампа Rл, резистор R, конденсатор C

Тип 25 № 18465

Маленький шарик массой m с зарядом q=5 нКл, подвешенный к потолку на легкой шелковой нитке длиной l=0,8 м, находится в горизонтальном однородном электростатическом поле E⃗\vec{E} с модулем напряженности поля E=6⋅105E=6\cdot10^5 Вт/м (см. рис.). Шарик отпускают с нулевой начальной скоростью из положения, в котором нить вертикальна. В момент, когда нить образует с вертикалью угол α=30∘\alpha=30^\circ, модуль скорости шарика v=0,9v=0,9 м/⁠с. Чему равна масса шарика m? Сопротивлением воздуха пренебречь.

Маятник с зарядом в поле E, угол α, сила тяжести g

Тип 25 № 18466

В цепи, изображенной на рисунке, сопротивления резисторов равны между собой: R1=R2=R3=RR_1=R_2=R_3=R. При разомкнутом ключе К через резистор R3R_3 течет ток I0=1,4I_0=1,4 А. Загорится ли лампа после замыкания ключа, если она загорается при силе тока I=0,5 А? Сопротивление лампы в этом режиме Rл=3RR_\text{л}= 3R. Внутренним сопротивлением источника пренебречь, диод считать идеальным.
Иллюстрация к заданию №18466

Тип 25 № 18518

Какой заряд установится на конденсаторе С емкостью 1 мкФ после замыкания ключа К в цепи, схема которой изображена на рисунке? Параметры цепи: U=12 В, R1R_1=3 Ом, R2R_2=1 Ом, R3R_3=2 Ом, R4R_4=4 Ом. Внутреннее сопротивление батареи равно нулю.
Иллюстрация к заданию №18518

Тип 25 № 18519

Конденсатор C1C_1=1 мкФ заряжен до напряжения U=300 В и включен в последовательную цепь из резистора R=300 Ом, незаряженного конденсатора C2C_2=2 мкФ и разомкнутого ключа К (см. рис.). Какое количество теплоты выделится в цепи после замыкания ключа, пока ток в цепи не прекратится?
Иллюстрация к заданию №18519

Тип 25 № 18520

Два шарика с зарядами Q=−1 нКл и q=5 нКл соответственно, находятся в однородном электрическом поле с напряженностью Е=18 В/⁠м, на расстоянии r=1 м друг от друга. Масса большего шарика равна M=5 г. Определите, какую массу должен иметь маленький шарик, чтобы они двигались с прежним между ними расстоянием и с постоянным по модулю ускорением.
Силы на заряды Q и q в поле E: электрические и кулоновские

Тип 25 № 18521

Положительно заряженный шар массой m и зарядом q подвешен на тонкой нерастяжимой нити длиной l в однородном электрическом поле с напряженностью E⃗\vec{E} направленной вниз. Шар совершает круговые движения в горизонтальной плоскости, при этом нить составляет угол α\alpha с вертикалью. Нарисуйте все силы, действующие на шар, и найдите частоту его обращения.

Тип 25 № 18522

На рисунке изображена зависимость силы тока через лампу накаливания от приложенного к ней напряжения. При последовательном соединении двух таких ламп и источника сила тока в цепи оказалась равной 0,35 А. Каково напряжение на клеммах источника? Внутренним сопротивлением источника пренебречь.
Иллюстрация к заданию №18522

Тип 25 № 18523

Два плоских конденсатора емкостью С и 2С соединили параллельно и зарядили до напряжения U. Затем ключ К разомкнули, отключив конденсаторы от источника (см. рис.). Пространство между их обкладками заполнено жидким диэлектриком с диэлектрической проницаемостью ϵ\epsilon. Какой будет разность потенциалов между обкладками, если из левого конденсатора диэлектрик вытечет?
Иллюстрация к заданию №18523

Тип 25 № 18524

В цепи, схема которой изображена на рисунке, вначале замыкают ключ К налево, в положение 1. Спустя некоторое время, достаточное для зарядки конденсатора емкостью 2C=102C=10 мкФ от идеальной батареи с напряжением U=300U=300 В ключ К замыкают направо, в положение 2, подсоединяя при этом к первому, заряженному, конденсатору второй, незаряженный, конденсатор емкостью C=5C=5 мкФ. Какое количество теплоты Q выделится в резисторе R в течение всех описанных процессов? Первый конденсатор сначала был незаряженным.
Иллюстрация к заданию №18524

Тип 25 № 18525

В цепи, изображенной на рисунке, ЭДС батареи равна 100 В, сопротивления резисторов R1=10R_1=10 Ом и R2=6R_2=6 Ом, а емкости конденсаторов C1=100C_1=100 мкФ и C2=60C_2=60 мкФ. В начальном состоянии ключ К разомкнут, а конденсаторы не заряжены. Через некоторое время после замыкания ключа в системе установится равновесие. Какую работу совершат сторонние силы к моменту установления равновесия?
Иллюстрация к заданию №18525

Тип 25 № 18526

В цепи, схема которой изображена на рисунке, вначале замыкают ключ К1К_1, а затем, спустя длительное время, ключ К2К_2. Какой заряд и в каком направлении протечет после этого через ключ К2К_2, если R1R_1=2 Ом, R2R_2=3 Ом, C1C_1=1 мкФ, С2С_2=2 мкФ, ξ\xi=10 В? Источник считайте идеальным.
Иллюстрация к заданию №18526

Тип 25 № 18527

По П-⁠образному проводнику постоянного сечения скользит со скоростью υ перемычка массой m=0,3 кг, длиной 1=1 м и сопротивлением R=0,025 Ом c постоянной скоростью vv=2 м/⁠с. Проводники, образующие контур, помещены в постоянное однородное магнитное поле, вектор индукции которого направлен перпендикулярно плоскости проводников (см. рис.) и равен 0,15 Тл. Найдите силу Ампера, с которой тянут перемычку. Коэффициент трения между перемычкой и проводником равен 0,25. Сопротивление между проводниками в точках контакта пренебрежимо мало, а сопротивление проводов велико.
Иллюстрация к заданию №18527

Тип 25 № 18528

Горизонтальный проводящий стержень прямоугольного сечения поступательно движется с ускорением вверх по гладкой наклонной плоскости в вертикальном однородном магнитном поле (см. рис.). По стержню протекает ток I=4I=4 А. Угол наклона плоскости α=30∘\alpha=30^\circ. Отношение массы стержня к его длине mL=0.1\frac{m}{L}=0.1 кг/м. Модуль индукции магнитного поля B=0.2B=0.2 Тл. Чему равно ускорение стержня?
Иллюстрация к заданию №18528

Тип 25 № 18529

Металлический стержень, согнутый в виде буквы П, закреплен в горизонтальной плоскости. На параллельные стороны стержня опирается концами перпендикулярная перемычка массой 92 г и длиной 1 м. Сопротивление перемычки равно 0,1 Ом. Вся система находится в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией 0,15 Тл. C какой установившейся скоростью будет двигаться перемычка, если к ней приложить постоянную горизонтальную силу 1,13 Н? Коэффициент трения между стержнем и перемычкой равен 0,25. Сопротивлением стержня пренебречь, Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на перемычку.
Иллюстрация к заданию №18529

Тип 25 № 18530

Квадратная рамка из медного провода помещена в однородное поле электромагнита. На рисунке приведен график зависимости от времени tt для проекции BnB_n вектора индукции рамки. Удельное сопротивление меди ρ=1.7⋅10−8\rho=1.7\cdot10^{-8} Ом⋅\cdotм. Длина стороны рамки l=10 см; площадь поперечного сечения провода S0=2 мм2S_0=2\,\text{мм}^2. За какое время τ\tau в рамке выделится количество теплоты Q=3⋅104Q=3\cdot10^4 Дж.
Иллюстрация к заданию №18530

Тип 25 № 18531

Стержень с током силой I=4 A, находящийся в однородном магнитном поле с индукцией B=0,2 Тл, движется с ускорением a=1,9 м/⁠с2^2 вверх по наклонной плоскости, образующей угол α=30∘\alpha=30^\circ с горизонтом (см. рис.). Найдите отношение массы стержня к его длине. Трением пренебречь.
Брусок на наклонной плоскости: силы N, mg, Fа, угол α

Тип 25 № 18532

Протон, разогнавшись в ускорителе частиц (ν≪c\nu\ll c) влетает в область однородного магнитного поля с индукцией B=0,3 Тл и вылетает из него, изменив направление своего движения на угол α=30∘\alpha=30^\circ (см. рис.). Начальная скорость протона перпендикулярна границе поля и силовым линиям поля. Определите сколько времени протон находился в магнитном поле. Действием силы тяжести пренебречь.
Иллюстрация к заданию №18532

Тип 25 № 18533

По горизонтально расположенным шероховатым рельсам с пренебрежимо малым сопротивлением могут скользить два одинаковых стержня массой m=100 г и сопротивлением R=0,1 Ом каждый. Расстояние между рельсами l=10 см, а коэффициент трения между стержнями и рельсами μ=0.1\mu=0.1. Рельсы со стержнями находятся в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией B=1 Тл (см. рис.). Под действием горизонтальной силы, действующей на первый стержень вдоль рельс, оба стержня движутся поступательно равномерно с разными скоростями. Какова скорость движения первого стержня относительно второго? Самоиндукцией контура пренебречь.
Иллюстрация к заданию №18533

Тип 25 № 18534

Ион зарядом 3.2⋅10−193.2\cdot10^{-19} Кл и массой 1.5⋅10−251.5\cdot10^{-25} кг проходит ускоряющую разность потенциалов U=1U=1 кВ и после этого попадает в однородное магнитное поле, в котором движется по окружности радиусом R=0.3R=0.3 м. Определите модуль индукции магнитного поля BB. Считать, что установка находится в вакууме. Силой тяжести и скоростью иона до прохождения ускоряющей разности потенциалов пренебречь.

Тип 25 № 18535

На горизонтальном столе лежит прямой проводник массой m=40 г и длиной l=60 см. В области столика создано однородное вертикальное магнитное поле. На рисунке показано сечение проводника, направление тока и вектор магнитной индукции. Если через проводник пропускать достаточно большой ток, то проводник скользит по столу, двигаясь поступательно. Какова индукция магнитного поля, если при силе тока I=10 А проводник движется равномерно? Коэффициент трения между проводников и поверхностью стола равен 0,3. Сделайте рисунок с указанием сил.
Иллюстрация к заданию №18535

Тип 25 № 18536

Проводник массой 40 г и длиной 10 см равномерно скользит вниз в однородном магнитном поле с индукцией 0,4 Тл, вектор которого направлен от наблюдателя (см. рис.). При этом на конденсаторе накапливается заряд 8 мкКл. Найдите энергию, которая накопится на конденсаторе, если сопротивление на резисторе 5 мОм.

Иллюстрация к заданию №18536

Тип 25 № 18537

Квадратная рамка со стороной l=10 см подключена к источнику постоянного тока серединами своих сторон так, как показано на рисунке. На участке АС течет ток I=2 А. Сопротивление всех сторон рамки одинаково. В однородном магнитном поле вектор индукции, которого направлен перпендикулярно плоскости рамки, результирующая сила Ампера, действующая на рамку, F=80 мН. Определите модуль вектора индукции магнитного поля В. Сделайте рисунок с указанием сил Ампера, действующих на все стороны рамки.
Иллюстрация к заданию №18537

Тип 25 № 18538

Стержень с током силой I=4 А, находящийся в однородном магнитном поле с индукцией B=0,2 Тл, движется с ускорением a=1,9 м/⁠с2^2 вверх по наклонной плоскости, образующей угол α=30∘\alpha=30^\circ с горизонтом (см. рис.). Найдите отношение массы стержня к его длине. Трением пренебречь.
Иллюстрация к заданию №18538

Тип 25 № 18539

По прямому горизонтальному проводнику длиной 1 м с площадью поперечного сечения 1.25⋅10−51.25\cdot10^{-5} м2^2 подвешенному с помощью двух одинаковых невесомых пружинок жесткостью 100 Н/м, течет ток I=10I=10 А (см. рис.).
Иллюстрация к заданию №18539

Какой угол α\alpha составляют оси пружинок с вертикалью после включения вертикального магнитного поля с индукцией B=0.1B=0.1 Тл если абсолютное удлинение каждой из пружинок при этом составляет 7.07⋅10−37.07\cdot10^{-3} м? (Плотность материала проводника 8⋅1038\cdot10^3 кг/м3^3)

Тип 25 № 18540

Из двух конденсаторов емкостями С=6С=6 мкФ и 2С2С, резистора, идеального источника с ЭДС ξ=10\xi=10 В и ключа собрали электрическую цепь, схема которой показана на рисунке. Изначально ключ был разомкнут, конденсатор емкостью 2С2С не заряжен, а конденсатор емкостью СС заряжен до напряжения U=ξ2U=\frac{\xi}{2} и подключен к цепи в полярности, показанной на рисунке. Ключ замыкают и дожидаются окончания перераспределения зарядов в цепи. Какое количество теплоты выделится в резисторе после замыкания ключа?
Иллюстрация к заданию №18540

Тип 25 № 18541

Квадратную рамку из медной проволоки со стороной b=5b=5 см перемещают вдоль оси Ох по гладкой горизонтальной поверхности с постоянной скоростью v=1v=1 м/⁠с. Начальное положение рамки изображено на рисунке. За время движения рамка успевает полностью пройти между полюсами магнита. Индукционные токи, возникающие в рамке, оказывают тормозящее действие, поэтому для поддержания постоянной скорости движения к ней прикладывают внешнюю силу FF, направленную вдоль оси ОхОх. Чему равно сопротивление проволоки рамки, если суммарная работа внешней силы за время движения A=2,5⋅10−3A=2,5\cdot10^{−3} Дж? Ширина полюсов магнита d=20d=20 см, магнитное поле имеет резкую границу, однородно между полюсами, а его индукция B=1B=1 Тл.
Иллюстрация к заданию №18541

Тип 25 № 18957

Медное кольцо, диаметр которого 20 см, а диаметр сечения провода кольца 2 мм, расположено в однородном магнитном поле, модуль вектора магнитной индукции которого меняется со скоростью 2 мТл/⁠с. Плоскость кольца перпендикулярна вектору магнитной индукции. Удельное сопротивление меди ρ=1.72⋅10−8\rho=1.72\cdot10^{-8} Ом⋅\cdotм. Какой заряд пройдет через кольцо за 1 мин.?

Ещё