№ 20 электродинамика

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

  1. 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?
  2. Брусок массой 200 г равномерно перемещают по горизонтальной поверхности под действием силы F = 0,5 Н. Определите коэффициент трения между бруском и горизонтальной поверхностью.
  3. 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.
  4. 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

  1. Ускорение тела В в проекции на ось Ох положительное.
  2. Проекция скорости тела А на ось Ох равна -5 м/с.
  3. В момент времени t = 3 с проекция скорости на ось Ох тела В больше 0.
  4. Первый раз тела А и В встретились в момент времени равный 3 с.
  5. 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?

ВеличинаПервый случайВторой случай
Время подъемаНе изменяетсяУвеличивается
УскорениеНе изменяетсяУменьшается

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 величинаФормула
Максимальная энергия пружиныа) Е = k*A^2/2
Циклическая частота колебанийб) 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.

  1. В состоянии В концентрация газа максимальна.
  2. В процессе АВ газ получает некоторое количество теплоты.
  3. 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 величинаФормула
Удельная теплота плавленияа) Q = m * L
Удельная теплоемкость газаб) 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.

  1. Если бусинки соединить стеклянной палочкой, они будут отталкивать друг друга.
  2. На бусинку C со стороны бусинки А действует сила Кулона, направленная горизонтально вправо.
  3. Модули сил Кулона, действующих на бусинки А и C, одинаковы.
  4. Если бусинки соединить железной проволокой, то заряд левого шарика станет отрицательным.
  5. 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?

ВеличинаИзменение
Сила тока в цепиУвеличится
МощностьУвеличится

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 величинаФормула
Заряд q(t) на обкладках конденсатораA)
Энергия Wc(t) электрического поля конденсатораB)

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 величинаИзменение
Длина волныНе изменилась
Кинетическая энергияНе изменилась

Задача 20

Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях.

    1. Изменения физических величин во времени определяются дифференциальными уравнениями.
    1. Ускорение свободного падения на Земле зависит от высоты над уровнем моря.

Физические зависимости и законы

  1. Сила Архимеда:
    • Действующая на тело, полностью погруженное в жидкость, прямо пропорциональна плотности жидкости
  2. Скорость диффузии жидкостей:
    • Повышается с повышением температуры
  3. Короткое замыкание:
    • Возникает при стремлении внешнего сопротивления к нулю
  4. Индукционный ток:
    • Если замкнутый проводящий контур покоится в постоянном однородном магнитном поле, то в нем возникает индукционный ток
  5. Изотопы:
    • Обладают разными химическими свойствами, но одинаковым периодом полураспада

Зависимости величин

ВеличинаЗависимость
A1
B5
B4

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.

№ цепиЭДС источника E, ВВнутреннее сопротивление источника r, ОмВнешнее сопротивление R, Ом
1915
26210
312215
46110
59115

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *