Силы и взаимодействия в физике
Силой Лоренца называют силу, с которой магнитное поле действует на движущуюся заряженную частицу.
Электростатика и электродинамика
- В однородном электростатическом поле работа по перемещению заряда между двумя точками не зависит от траектории.
- При переходе электромагнитной волны из оптически менее плотной в оптически более плотную среду частота волны уменьшается.
- Силой Лоренца называют силу, с которой однородное электрическое поле действует на постоянные магниты.
Электрические и магнитные явления
- Сила тока короткого замыкания определяется только внутренним сопротивлением источника.
- Колебания частиц происходят в направлении, перпендикулярном направлению распространения волны в поперечной механической волне.
- В электрической цепи, состоящей из резистора и конденсатора, можно наблюдать свободные электрические колебания.
Законы электромагнетизма
- Модуль сил взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме прямо пропорционален квадрату расстояния между ними.
- Электромагнитные колебания в контуре являются гармоническими, если заряд конденсатора меняется по закону синуса или косинуса.
- Если замкнутый проводящий контур находится в магнитном поле, возникает индукционный ток.
Вопросы и ответы
- Небольшое тело движется по окружности радиусом R с линейной скоростью v. Во сколько раз увеличится центростремительное ускорение тела если его скорость увеличилась в 3 раза?
- Брусок массой 200 г равномерно перемещают по горизонтальной поверхности под действием силы F = 0,5 Н. Определите коэффициент трения между бруском и горизонтальной поверхностью.
- Тело массой 3 кг движется со скоростью 4 м/с. Через какое время находясь под действием силы F = 6 Н тело остановится? Ответ дайте в секундах.
- На рисунке приведены графики зависимости координаты от времени для двух тел А и В, движущихся по прямой.Выберите все верные утверждения о характере движения тел.
Контрольные вопросы:
- Какие явления описываются силой Лоренца?
- Что определяет силу тока короткого замыкания?
- Что происходит в электрической цепи при свободных электрических колебаниях?
- Что происходит при изменении магнитного потока в замкнутом проводящем контуре?
Силы и взаимодействия в физике имеют много аспектов и закономерностей. Они лежат в основе понимания многих явлений в природе.
Решение задач по физике
Ускорение тела
- Ускорение тела В в проекции на ось Ох положительное.
- Проекция скорости тела А на ось Ох равна -5 м/с.
- В момент времени t = 3 с проекция скорости на ось Ох тела В больше 0.
- Первый раз тела А и В встретились в момент времени равный 3 с.
- Перемещение тела В в промежутке времени от 1 до 4 с составило 15 м.
Камень бросают под углом
Камень бросают под углом к горизонту с горизонтальной площадки. Затем камень бросают во второй раз с той же площадки, сохранив неизменным угол между вектором начальной скорости и площадкой, но уменьшив начальную скорость. Как изменяются во втором случае по сравнению с первым время подъема камня и его ускорение?
Величина | Первый случай | Второй случай |
---|---|---|
Время подъема | Не изменяется | Увеличивается |
Ускорение | Не изменяется | Уменьшается |
Груз на пружине
Груз массой m на пружине жесткостью k совершает колебания в горизонтальной плоскости с амплитудой А. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно определить.
Физическая величина | Формула |
---|---|
Максимальная энергия пружины | а) Е = k*A^2/2 |
Циклическая частота колебаний | б) w = sqrt(k/m) |
Концентрация идеального газа
В сосуде находится идеальный газ. Во сколько раз увеличится концентрация газа при увеличении его давления в 4 раза и уменьшении средней кинетической энергии теплового движения молекул в 2 раза?
Отношение концентрации газа при увеличении давления в 4 раза и уменьшении энергии в 2 раза определяется как 8/2 = 4.
Относительная влажность воздуха
Относительная влажность воздуха в закрытом сосуде составляет 30%. Какой станет относительная влажность, если объём сосуда при неизменной температуре уменьшить в 2 раза?
При уменьшении объема в 2 раза, относительная влажность останется неизменной и составит 30%.
Работа идеального газа
На pV-диаграмме изображен процесс 1-2-3, совершаемый идеальным газом. Определите отношение работы газа в процессе 1-2 к работе газа в процессе 2-3.
Для определения отношения работ необходимо знать площади графика и процессов, чтобы рассчитать работу газа.
Циклический процесс идеального газа
На рисунке показан график циклического процесса, проведённого с одноатомным идеальным газом, в координатах V-T, где V — объем газа, Т — абсолютная температура газа. Из приведенного списка выберите правильные утверждения, характеризующие процессы на графике.
- В состоянии В концентрация газа максимальна.
- В процессе АВ газ получает некоторое количество теплоты.
- Давление газа в процесс CD постоянно, при этом газ совершает положительную работу.
Удельная теплота плавления и теплоемкость газа
На рисунке ниже представлен график зависимости подведенного к телу массой m тепла от его температуры. Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно определить.
Физическая величина | Формула |
---|---|
Удельная теплота плавления | а) Q = m * L |
Удельная теплоемкость газа | б) C = Q/(m * delta T) |
Решение задач по физике
Задача 12
Определите общее сопротивление участка цепи постоянного тока, показанного на рисунке, если каждый резистор имеет сопротивление R = 2 Ом. Ответ дайте в омах.
Задача 13
За время Δt = 4 с магнитный поток через площадку, ограниченную проволочной рамкой, равномерно уменьшается от некоторого значения Ф до нуля. При этом в рамке генерируется ЭДС, равная 8 мВ. Определите начальный магнитный поток Ф через рамку. Ответ дайте в мВб.
Задача 14
Луч света падает на горизонтально расположенное плоское зеркало. Угол между отраженным лучом и поверхностью 6 градусов. Найдите угол между падающим и отраженным лучом. Ответ дайте в градусах.
- Если бусинки соединить стеклянной палочкой, они будут отталкивать друг друга.
- На бусинку C со стороны бусинки А действует сила Кулона, направленная горизонтально вправо.
- Модули сил Кулона, действующих на бусинки А и C, одинаковы.
- Если бусинки соединить железной проволокой, то заряд левого шарика станет отрицательным.
- Напряжённость результирующего электростатического поля в точке B направлена горизонтально вправо.
Задача 16
На рисунке ниже представлена схема электрической цепи, состоящей из источника, резистора и реостата, которые соединены последовательно. Напряжение источника равно U. Как изменятся сила тока в цепи и мощность, выделяемая во внешней цепи, если сопротивление реостата R2 уменьшится?
Величина | Изменение |
---|---|
Сила тока в цепи | Увеличится |
Мощность | Увеличится |
Задача 17
Идеальный колебательный контур состоит из конденсатора и катушки индуктивностью 400 мкГн. Напряжение между пластинами конденсатора изменяется во времени в соответствии с формулой U(t) = 100*sin(2,5·10^6·t) (все величины выражены в СИ).
Установите соответствие между физическими величинами и формулами, выражающими их зависимость от времени в условиях данной задачи.
Физическая величина | Формула |
---|---|
Заряд q(t) на обкладках конденсатора | A) |
Энергия Wc(t) электрического поля конденсатора | B) |
Задача 19
При исследовании зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света фотоэлемент освещался через светофильтры. В первой серии опытов использовался желтый светофильтр, а во второй — зеленый.
Физическая величина | Изменение |
---|---|
Длина волны | Не изменилась |
Кинетическая энергия | Не изменилась |
Задача 20
Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях.
- Изменения физических величин во времени определяются дифференциальными уравнениями.
- Ускорение свободного падения на Земле зависит от высоты над уровнем моря.
Физические зависимости и законы
- Сила Архимеда:
- Действующая на тело, полностью погруженное в жидкость, прямо пропорциональна плотности жидкости
- Скорость диффузии жидкостей:
- Повышается с повышением температуры
- Короткое замыкание:
- Возникает при стремлении внешнего сопротивления к нулю
- Индукционный ток:
- Если замкнутый проводящий контур покоится в постоянном однородном магнитном поле, то в нем возникает индукционный ток
- Изотопы:
- Обладают разными химическими свойствами, но одинаковым периодом полураспада
Зависимости величин
Величина | Зависимость |
---|---|
A | 1 |
B | 5 |
B | 4 |
Пояснение:
- A) Зависимость скорости тела от времени при равноускоренном движении
- B) Зависимость объема от температуры при изотермическом процессе
- B) Зависимость сопротивления резистора от его площади поперечного сечения
Расчет массы болта
Для определения массы одного болта взвешивают N = 150 болтов с общей массой M = (90±3) г.
Масса одного болта: M / N = (90±3) г / 150 болтов = 0.6±0.02 г
Исследование зависимости силы тока
Ученику необходимо взять цепи 2 и 4 для исследования зависимости силы тока от внутреннего сопротивления источника.
№ цепи | ЭДС источника E, В | Внутреннее сопротивление источника r, Ом | Внешнее сопротивление R, Ом |
---|---|---|---|
1 | 9 | 1 | 5 |
2 | 6 | 2 | 10 |
3 | 12 | 2 | 15 |
4 | 6 | 1 | 10 |
5 | 9 | 1 | 15 |