Опция 1

A1. Какво обяснява взаимодействието на два успоредни проводника с постоянен ток?

1. взаимодействие на електрически заряди;
2. действието на електрическото поле на един проводник с ток върху тока в друг проводник;
3. действие магнитно полеедин проводник към тока в друг проводник.

A2. Коя частица е засегната от магнитното поле?

1. на движещ се зареден;
2. на движещ се незареден;
3. на зареден в покой;
4. на незареден в покой.

A4. Прав проводник с дължина 10 см е поставен в еднородно магнитно поле с индукция 4 T и е разположен под ъгъл 30 0 към вектора на магнитната индукция. Каква е силата, която действа върху проводника от страната на магнитното поле, ако силата на тока в проводника е 3 A?

1. 1,2 N; 2) 0,6 N; 3) 2,4 N.

A6. Електромагнитната индукция е:

1. явление, характеризиращо ефекта на магнитно поле върху движещ се заряд;
2. явлението на възникване на електрически ток в затворена верига при промяна на магнитния поток;
3. явление, което характеризира въздействието на магнитно поле върху проводник с ток.

A7. Децата се люлеят на люлки. Какъв вид трептене е това?

1. свободни 2. принудителни 3. собствени трептения

A8. Тяло с маса m върху нишка с дължина l трепти с период T. Какъв ще бъде периодът на трептене на тяло с маса m / 2 върху нишка с дължина l / 2?

1. ½ T 2. T 3. 4T 4. ¼ T

A9. Скоростта на звука във вода е 1470 m/s. Каква е дължината на звукова вълна с период на трептене 0,01 s?

1. 147 км 2. 1,47 см 3. 14,7 м 4. 0,147 м

A10 . Как се нарича броят на трептенията в 2πs?

1-ва честота 2-ри период 3-та фаза 4-ти цикъл честота

A11. Момчето чу ехо 10 секунди след изстрела на оръдието. Скоростта на звука във въздуха е 340 m/s. Колко далеч е препятствието от момчето?

A12. Определете периода на свободни електромагнитни трептения, ако осцилаторната верига съдържа намотка с индуктивност 1 μH и кондензатор с капацитет 36pF.

1. 40ns 2. 3*10 -18 s 3. 3.768*10 -8 s 4. 37.68*10 -18 s

A13. Най-простата осцилаторна система, съдържаща кондензатор и индуктор, се нарича ...

1. автоколебателна система 2. осцилаторна система

3. Осцилираща верига 4. Осцилираща инсталация

A14. Как и защо се променя електрическото съпротивление на полупроводниците с повишаване на температурата?

1. Намалява поради увеличаване на скоростта на електроните.

2. Увеличава се поради увеличаване на амплитудата на трептенията на положителните йони на кристалната решетка.

3. Намалява поради увеличаване на концентрацията на свободните носители на заряд.

4. Увеличава се поради увеличаване на концентрацията на свободните електрически носители на заряд.

В 1.

СТОЙНОСТИ		ЕДИНИЦИ
	индуктивност		тесла (Tl)
	магнитен поток		Хенри (Hn)
	индукция на магнитно поле		weber (Wb)
			волт (V)

В 2. Частица с маса m , носещ заряд qБ около обиколката на радиуса R със скорост v . Какво ще се случи с радиуса на орбитата, периода на революция и кинетична енергиячастици с нарастваща скорост?

C1. В намотка с индуктивност 0,4 H възникна ЕДС на самоиндукция от 20 V. Изчислете промяната в силата на тока и енергията на магнитното поле на бобината, ако това се случи за 0,2 s.

Вариант 2

A1. Въртенето на магнитната игла в близост до проводника с ток се обяснява с факта, че се влияе от:

1. магнитно поле, създадено от заряди, движещи се в проводник;
2. електрическо поле, създадено от зарядите на проводника;
3. електрическо поле, създадено от движещите се заряди на проводник.

A2.

1. само електрическо поле;
2. само магнитно поле.

A4. Прав проводник с дължина 5 см е разположен в еднородно магнитно поле с индукция 5 T и е разположен под ъгъл 30 0 към вектора на магнитната индукция. Каква е силата, която действа върху проводника от страната на магнитното поле, ако силата на тока в проводника е 2 A?

1. 0,25 N; 2) 0,5 N; 3) 1,5 N.

A6. Силата на Лоренц работи

1. върху незаредена частица в магнитно поле;
2. върху заредена частица, покойна в магнитно поле;
3. върху заредена частица, движеща се по линиите на индукция на магнитното поле.

A7. За квадратна рамка 2м 2 при ток от 2 A се прилага максимален въртящ момент от 4 N∙m. Каква е индукцията на магнитното поле в изследваното пространство?

1. Tl; 2) 2 T; 3) 3T.

A8. Какъв тип трептене възниква, когато махалото се люлее в часовник?

1. свободен 2. принуден

A9. Скоростта на звука във въздуха е 330 m/s. Каква е честотата на звуковите вибрации, ако дължината на вълната е 33 см?

1. 1000Hz 2. 100Hz 3. 10Hz 4. 10000Hz 5. 0.1Hz

A10 Определете периода на свободни електромагнитни трептения, ако осцилаторната верига съдържа кондензатор с капацитет 1 μF и индуктивна намотка 36H.

1. 4*10 -8 s 2. 4*10 -18 s 3. 3,768*10 -8 s 4. 37,68*10 -3 s

A11 . Определете честотата на излъчваните вълни от система, съдържаща намотка с индуктивност 9H и кондензатор с електрически капацитет 4F.

1. 72πHz 2. 12πHz 3. 36Hz 4. 6Hz 5. 1/12πHz

A12. Коя характеристика на светлинната вълна определя нейния цвят?

1. по дължина на вълната 2. по честота

3. По фаза 4. По амплитуда

A13. Непрекъснатите трептения, които възникват поради източник на енергия, разположен вътре в системата, се наричат ​​...

1. свободен 2. принуден

3. Самотрептения 4. Еластични трептения

A14. Чиста водае диелектрик. Защо водният разтвор на NaCl сол е проводник?

1. Солта във водата се разпада на заредени Na ​​йони+ и Cl-.

2. След като солта се разтвори, молекулите на NaCl пренасят заряд

3. В разтвор електроните се отделят от молекулата на NaCl и зарядът се пренася.

4. При взаимодействие със солта, водните молекули се разлагат на водородни и кислородни йони

В 1. Установете съответствие между физически

СТОЙНОСТИ		ЕДИНИЦИ
	Силата, действаща върху проводник с ток от магнитното поле
	Енергия на магнитното поле
	Силата, действаща върху електрически заряд, движещ се в магнитно поле.

Движи се в еднородно магнитно поле с индукцияБ около обиколката на радиуса R със скорост v. Какво ще се случи с радиуса на орбитата, периода на въртене и кинетичната енергия на частицата с увеличаване на заряда на частицата?

За всяка позиция на първата колона изберете съответната позиция на втората и запишете избраните числа в таблицата под съответните букви

C1. Под какъв ъгъл спрямо линиите на магнитното поле с индукция 0,5 T трябва да се движи меден проводник с напречно сечение 0,85 mm 2 и съпротивление от 0,04 Ohm, така че при скорост от 0,5 m / s в краищата му се възбужда индукционна ЕДС, равна на 0,35 V? (съпротивление на медта ρ= 0,017 Ohm∙mm 2 /м)

Вариант 3

A1. Създават се магнитни полета:

1. както неподвижни, така и движещи се електрически заряди;
2. неподвижни електрически заряди;
3. движещи се електрически заряди.

A2. Магнитното поле има ефект:

1. само на електрически заряди в покой;
2. само при движещи се електрически заряди;
3. както движещи се, така и покойни електрически заряди.

A4. Каква сила действа от страната на еднородно магнитно поле с индукция 30 mT върху праволинеен проводник с дължина 50 cm, разположен в полето, през който протича ток от 12 A? Проводникът образува прав ъгъл с посоката на вектора на магнитната индукция на полето.

1. 18 N; 2) 1,8 N; 3) 0,18 N; 4) 0,018 N.

A6. Какво показват четирите разперени пръста на лявата ръка при определяне

Амперни сили

1. посока на индукционната сила на полето;
2. посока на тока;
3. посоката на силата на Ампер.

A7. Върху проводник, в който силата на тока е 50 A, действа магнитно поле с индукция 10 mT със сила 50 mN. Намерете дължината на проводника, ако индукционните линии на полето и токът са взаимно перпендикулярни.

1. 1 м; 2) 0,1 m; 3) 0,01 m; 4) 0,001 m.

A8. Полилеят се люлее след едно натискане. Какъв тип трептене е това?

1. свободни 2 принудени 3. собствени трептения 4. еластични трептения

A9 .Тяло с маса m върху нишка с дължина l трепти с период T. Какъв ще бъде периодът на трептене на тяло с маса 2m върху нишка с дължина 2l?

1. ½ T 2. 2T 3. 4T 4. ¼ T 5. T

A10 . Скоростта на звука във въздуха е 330 m/s. Каква е дължината на вълната на светлината при честота 100 Hz?

1. 33 км 2. 33 см 3. 3,3 м 4. 0,3 м

A11. Каква е резонансната честота ν 0 във верига от намотка с индуктивност 4H и кондензатор с електрически капацитет 9F?

1. 72πHz 2. 12πHz 3. 1/12πHz 4. 6Hz

A12 . Момчето чуло гръм 5 секунди след светкавицата. Скоростта на звука във въздуха е 340 m/s. На какво разстояние светкавицата блесна от момчето?

A. 1700m B. 850m C. 136m D. 68m

A13. Определете периода на свободни електромагнитни трептения, ако осцилаторната верига съдържа намотка с индуктивност 4 μH и кондензатор с капацитет 9pF.

A14. Какъв тип проводимост имат полупроводниковите материали с донорни примеси?

1. Предимно електронни. 2. Предимно дупка.

3. Еднакво електрон и дупка. 4. Йонна.

В 1. Установете съответствие между физическиколичества и единици за тяхното измерване

СТОЙНОСТИ		ЕДИНИЦИ
	сила на тока		weber (Wb)
	магнитен поток		ампер (A)
	EMF индукция		тесла (Tl)
			волт (V)

В 2. Частица с маса m, която носи заряд q , се движи в еднородно магнитно поле с индукцияБ около обиколката на радиуса R със скорост v. Какво ще се случи с радиуса на орбитата, периода на въртене и кинетичната енергия на частицата с увеличаване на индукцията на магнитното поле?

За всяка позиция на първата колона изберете съответната позиция на втората и запишете избраните числа в таблицата под съответните букви

C1. В намотка, състояща се от 75 оборота, магнитният поток е 4,8∙10-3 Wb. За колко време трябва да изчезне този поток, за да може бобината да има средна индукционна емф от 0,74 V?

Вариант 4

A1. Какво се наблюдава в експеримента на Ерстед?

1. проводник с ток действа върху електрически заряди;
2. магнитната игла се върти близо до проводника с ток;
3. магнитна игла превръща зареден проводник

A2. Движещ се електрически заряд създава:

1. само електрическо поле;
2. както електрическото, така и магнитното поле;
3. само магнитно поле.

A4. В еднородно магнитно поле с индукция 0,82 T перпендикулярно на линиите на магнитна индукция е разположен проводник с дължина 1,28 m. Определител на силата, действаща върху проводника, ако токът в него е 18 A.

1) 18,89 N; 2) 188,9 N; 3) 1,899N; 4) 0,1889 N.

A6. Индуктивен ток възниква във всяка затворена проводяща верига, ако:

1. Веригата е в еднородно магнитно поле;
2. Веригата се движи напред в еднородно магнитно поле;
3. Магнитният поток, проникващ във веригата, се променя.

A7. Прав проводник с дължина 0,5 m, разположен перпендикулярно на силовите линии с индукция 0,02 T, е подложен на сила от 0,15 N. Намерете силата на тока, протичащ през проводника.

1) 0,15 A; 2) 1,5 A; 3) 15 А; 4) 150 А.

A8 . Какъв тип трептене се наблюдава, когато товар, окачен върху нишка, се отклони от равновесното положение?

1. свободен 2. принуден

3. Самотрептения 4. Еластични трептения

A9. Определете честотата на вълните, излъчвани от системата, ако тя съдържа намотка с индуктивност 9H и кондензатор с електрически капацитет 4F.

1. 72πHz 2. 12πHz

3. 6Hz 4. 1/12πHz

A10. Определете на каква честота трябва да настроите осцилаторна верига, съдържаща намотка с индуктивност 4 μH и кондензатор с капацитет 9Pf.

1. 4*10 -8 s 2. 3*10 -18 s 3. 3,768*10 -8 s 4. 37,68*10 -18 s

A11. Определете периода на собствените трептения на веригата, ако тя е настроена на честота от 500 kHz.

1. 1us 2. 1ks 3. 2us 4. 2ks

A12. Момчето чуло гръм 2,5 секунди след светкавицата. Скоростта на звука във въздуха е 340 m/s. На какво разстояние светкавицата блесна от момчето?

1. 1700 м 2. 850 м 3. 136 м 4. 68 м

A13. Броят на трептенията за единица време се нарича..

1-ва честота 2-ри период 3-та фаза 4-ти цикъл честота

A14. Как и защо се променя електрическото съпротивление на металите с повишаване на температурата?

1. Увеличава се поради увеличаване на скоростта на електроните.

2. Намалява поради увеличаване на скоростта на електроните.

3. Увеличава се поради увеличаване на амплитудата на трептенията на положителните йони на кристалната решетка.

4. Намалява поради увеличаване на амплитудата на трептенията на положителните йони на кристалната решетка

В 1. Установете съответствие между физическиколичества и формули, по които се определят тези количества

СТОЙНОСТИ		ЕДИНИЦИ
	ЕМП на индукция в движещи се проводници
	сила, действаща върху електрически заряд, движещ се в магнитно поле
	магнитен поток

В 2. Частица с маса m, която носи заряд q , се движи в еднородно магнитно поле с индукцияБ около обиколката на радиуса R със скорост v U. Какво се случва с радиуса на орбитата, периода на въртене и кинетичната енергия на частицата при намаляване на масата на частицата?

За всяка позиция на първата колона изберете съответната позиция на втората и запишете избраните числа в таблицата под съответните букви

C1. Намотка с диаметър 4 см се поставя в променливо магнитно поле,чиито силови линии са успоредни на оста на намотката. Когато индукцията на полето се промени с 1 T за 6,28 s, в намотката се появи ЕДС от 2 V. Колко завоя има бобината.

Вариант 13

C1. Електрическата верига се състои от последователно свързани галванична клетка ε, електрическа крушка и индуктор L. Опишете явленията, които възникват при отваряне на ключа.

1. Явлението на електромагнитната индукция
се наблюдава във всички случаи на промяна
магнитен поток през контура.
По-специално, индукционната ЕМП може да генерира-
промяна в самата верига при смяна
ток в него, което води до
поява на допълнителни токове. Това	Ориз. 13.1.1. Феноменът на самоиндукция
Явлението се нарича самоиндукция
ции и допълнително възникващи токове
наречени допълнителни токове или токове
самоиндукция.
2. Изследвайте явлението самоиндукция
по принцип могат да се монтират при инсталацията
чиято схема е показана на фиг.
13.12. Намотка L с Голям бройвит-
ков, чрез реостат r и ключ k
свързан към източника на ЕМП ε. Преди-
В допълнение, една гал-
ванометър G. Ако транс-
превключете в точка А, токът ще се разклони,
освен това ще тече ток със стойност i
през бобината, а токът i1 през галваничния	Ориз. 13.1.2. самоиндукция

метър. Ако след това превключвателят се отвори, тогава когато магнитният поток изчезне в намотката, ще се появи допълнителен ток на отваряне I.

ψ = Li ,

	εsi = −				(Li) = −L

dL dt = dL di dtdi .

ε si = − L + dL di .

ε si = − L dt di .

10. Когато се приложи захранване към веригата, показана на Фигура 13.1.3 във веригата, токът ще се увеличи от нула до номинален за определен период от време поради феномена на самоиндукция. Възникващите екстратокове, в съответствие с правилото на Ленц, винаги са насочени противоположно, т.е. те пречат на причината, която ги причинява. Те предотвратяват увеличаването

някой път.

ε + εsi = iR ,

L dt di +iR = ε.

Ldi = (ε − iR) dt,
						(ε −iR )
и интегрирайте, като приемем, че L е константа:
		L∫			= ∫ dt ,
			ε −iR
		log(ε − iR)		T + const .

i(t) = R ε − cons te − RL t .

const = Rε .

i(t) =
			− eR .

16. От уравнението, по-специално, следва, че когато ключът се отвори (фиг. 13.1.1), силата на тока ще намалее експоненциално. В първите моменти след отваряне на веригата ЕМП на индукция и ЕМП на самоиндукция ще се сумират и ще дадат краткотраен скок в силата на тока, т.е. крушката за кратко ще увеличи яркостта си (фиг. 13.1.4).

Ориз. 13.1.4. Зависимостта на силата на тока във верига с индуктивност от времето

C2. Скиор с маса m = 60 kg тръгва от покой от трамплин с височина H = 40 m, като в момента на отделяне скоростта му е хоризонтална. В процеса на движение по трамплина, силата на триене извърши работата AT = 5,25 kJ. Определете обхвата на полета на скиора в хоризонтална посока, ако точката на кацане е била h = 45 m под нивото на отделяне от трамплина. Съпротивлението на въздуха се игнорира.

Ориз. 13.2 Скиор на ски скок

1. Законът за запазване на енергията, когато скиорът се движи по трамплин:

mgH=

А Т ;

v 0 =

2 gH

v 0 =

2. Кинематика на полета на ниво:

gτ 2

S = v0 τ = 75m;

C3. Във вертикално запечатано qi-

lindre под масата на буталото m = 10 kg и

площ s \u003d 20 cm2 е идеална

ny едноатомен газ. Първоначално

буталото беше на височина h = 20 cm

от дъното на цилиндъра и след нагряване

буталото се е издигнало на височина H = 25 cm.

Колко топлина е предадена на газа

по време на нагряване? Външно налягане

p0 = 105 Pa.

1. Налягане на газа по време на нагряване -

Ориз. 13.3. Идеален газ под бутало

mg + pS = pS;

p1 = p2 = 1,5 105 Pa;

P0 S = p2 S;

2. Работа, извършена при нагряване:

A = p1 V = p1 S(H − h) = 15 J;

3. От уравненията за състояние на идеален газ:

= νRT;

Т = pV 1;

pV2 = vRT2;

Т = pV2;

4. Промяна във вътрешната енергия на газа:

ν R T = 3 p(V − V )

22,5 J;

5. Количеството топлина, докладвано за газа:

Q = A + U = 37,5 J;

C4. Електрическата верига се състои от източник с ε = 21 V с вътрешно съпротивление r = 1 ома и два резистора: R1 = 50 ома и R2 = 30 ома. Вътрешното съпротивление на волтметъра Rv = 320 ома, съпротивлението на амперметъра RA = 5 ома. Определете показанията на инструмента.

Съпротивление на цялата верига:

RΣ =

(R 1 + R 2 ) R 3

R4;

R1 + R2 + R3

RΣ =

5 = 69 ома

Силата на тока, протичащ през усилвателя

21 = 0,3 A;

I A =

RΣ + r

Показания на волтметъра:

Ориз. 13.4. Електрическа схема

(R 1 + R 2 ) R 3

0,3 64 = 19,2 В;

A R 1 + R 2 + R 3

C5. Частица с маса m = 10 − 7 kg, носеща заряд q = 10 − 5 C, се движи равномерно по окръжност с радиус R = 2 cm в магнитно поле с индукция B = 2 T. Центърът на окръжността се намира върху основната оптична леща на разстояние d = 15 cm от нея. Фокусното разстояние на лещата е F = 10 см. Колко бързо се движи изображението на частицата в лещата?

Скорост и ъглова скорост на частицата

QvB; v=

10− 5 2 2 10− 2

≈ 4

10− 7

10− 2

Увеличение на обектива:

един ; f=

30 см; Γ = 2;

d − F

3. За изображението ъгловата скорост ще остане непроменена, а радиусът на окръжността ще се удвои, следователно:

vx = ω 2R = 8 m s;

C6. Върху плоча с коефициент на отражение ρ на падащата светлина, N еднакви фотони падат перпендикулярно всяка секунда и преобладава силата на светлинния натиск F. Каква е дължината на вълната на падащата светлина?

p = St ε f (1+ ρ ) ; pS = N hc λ (1+ ρ ) ; pS = F; F = N hc λ (1+ ρ ) ; 2. Дължина на падащата светлина:

λ = Nhc (1 + ρ ) ; Ф

Ориз. 14.1.1. Феноменът на самоиндукция

Ориз. 14.1.2. самоиндукция

Вариант 14

C1. Електрическата верига се състои от последователно свързани галванична клетка ε, електрическа крушка и индуктор L. Опишете явленията, които възникват при затворен ключ.

1. Феноменът на електромагнитната индукция се наблюдава при всички случаи на промени в магнитния поток през веригата. По-специално, индукционният EMF може да се генерира в самата верига, когато стойността на тока се промени в нея, което води до появата на допълнителни токове. Това явление се нарича самоиндукция и се наричат ​​допълнително възникващи токове

се задвижват от допълнителни токове или токове на самоиндукция.

2. Възможно е да се изследва явлението самоиндукция върху инсталацията, чиято схематична диаграма е показана на фиг. 14.1.2. Намотка L с голям брой навивки, чрез реостат r и ключ k са свързани към източник на ЕМП ε. В допълнение към бобината е свързан и галванометър G. Когато превключвателят е на късо в точка А, токът ще се разклони и токът i ще тече през намотката, а токът i1 през галванометъра. Ако след това превключвателят е отворен, тогава когато магнитното поле изчезне в намотката,

ток, ще се появи допълнителен ток на отваряне I.

3. Според закона на Ленц, извънтокът ще предотврати намаляване на магнитния поток, т.е. ще бъде насочен към намаляващия ток, но допълнителният ток ще премине през галванометъра в посока, противоположна на първоначалната, което ще доведе до хвърляне на иглата на галванометъра в обратна посока. Ако бобината е снабдена с желязна сърцевина, тогава големината на допълнителния ток се увеличава. Вместо галванометър в този случай можете да включите крушка с нажежаема жичка, която всъщност е зададена в състоянието на проблема; когато се появи ток на самоиндукция, крушката ще мига ярко.

4. Известно е, че магнитният поток, свързан към бобината, е пропорционален на големината на тока, протичащ през нея

ψ = Li ,

коефициентът на пропорционалност L се нарича индуктивност на веригата. Размерът на индуктивността се определя от уравнението:

L = d i ψ , [ L] = Wb A = Hn (хенри) .

5. Получаваме уравнението за ЕМП на самоиндукция ε si за намотката:

	εsi = −				(Li) = −L

6. В общия случай индуктивността, заедно с геометрията на бобината в среда, може да зависи от силата на тока, т.е. L \u003d f (i) , това може да се вземе предвид при диференциране

dL dt = dL di dtdi .

7. ЕМП на самоиндукция, като се вземе предвид последното отношение, ще бъде представено със следното уравнение:

ε si = − L + dL di .

8. Ако индуктивността не зависи от големината на тока, уравнението се опростява

ε si = − L dt di .

9. По този начин ЕМП на самоиндукция е пропорционална на скоростта на промяна в големината на тока.

10. Когато се подаде захранване към веригата,

показан на фигура 14.1.3 във веригата, токът ще се увеличи от нула до номинален за определен период от време поради феномена на самоиндукция. Възникващите екстратокове, в съответствие с правилото на Ленц, винаги са насочени противоположно, т.е. те пречат на причината, която ги причинява. Те предотвратяват увеличаването на тока във веригата. В дадена

случай, когато ключът е затворен, светлината Ориз. 13.1.3. Създаване и прекъсване на токовеняма да пламне веднага, но нажежаването му ще се увеличи с времето.

11. Когато превключвателят е свързан към позиция 1, допълнителните токове ще предотвратят увеличаване на тока във веригата, а в позиция 2, напротив, допълнителните токове ще забавят намаляването на основния ток. За улеснение на анализа приемаме, че съпротивлението R, включено във веригата, характеризира съпротивлението на веригата, вътрешното съпротивление на източника и активното съпротивление на бобината L. Законът на Ом в този случай приема формата:

ε + εsi = iR ,

където ε е ЕДС на източника, ε si е ЕМП на самоиндукция, i е моментната стойност на тока, която е функция на времето. Нека заместим уравнението на ЕМП на самоиндукция в закона на Ом:

L dt di +iR = ε.

12. Разделяме променливите в диференциалното уравнение:

	Ldi = (ε − iR) dt,
		(ε −iR )

и интегрирайте, като приемем, че L е постоянен: L ∫ ε − di iR = ∫ dt ,

R L ln(ε − iR) = t + const .

13. Може да се види, че общо решение диференциално уравнениеможе да се представи като:

i(t) = R ε − cons te − RL t .

14. Нека определим интегриращата константа от началните условия. При t =0

v в момента на захранване токът във веригата е равен на нула i(t) = 0. Замествайки нулевата стойност на тока, получаваме:

const = Rε .

15. Решението на уравнението i(t) ще приеме окончателния вид:

i(t) =
			− eR .

16. От уравнението, по-специално, следва, че когато ключът е затворен (фиг. 13.1.1), силата на тока ще нараства експоненциално.

C2. След удара в точка А кутията се плъзга нагоре по наклонената равнина с начална скорост v0 = 5 m/s. В точка B кутията се издига от наклонената равнина. На какво разстояние S от наклонената равнина ще падне кутията? Коефициентът на триене на кутията в равнината μ = 0,2. Дължината на наклонената равнина AB = L = 0,5 m, ъгълът на наклона на равнината α = 300. Игнорирайте съпротивлението на въздуха.

1. При преместване от първоначалната позиция, първоначално отчетената кутия

Ориз. 14.2. полетна кутиякинетичната енергия се превръща в работа срещу силата

триене, кинетичната енергия в точка B и увеличаването на потенциалната енергия на кутията:

mv 0 2	Mv B 2	+ μ mgLcosα + mgLcosα ; v0 2 = vB 2 + 2gLcosε (μ + 1) ;
	v B =	v0 2 − 2gLcosα (μ + 1) = 25 − 2 10 0,5 0,87 1,2 4

2. От точка B кутията ще се движи по параболична траектория:

	x(t) = vB cosα t;		y(t) = h + vB sin α t −
	y(τ ) = 0; h = Lcosα ;
gτ 2	− vB sin ατ − Lcosα = 0; 5τ			− 2τ − 0,435 = 0;			− 0,4τ − 0,087
	τ = 0,2 +	0,04 + 0,087 ≈ 0,57c;

3. Разстояние от наклонената равнина до точката на падане: x(τ) = vB cosατ ≈ 4 0,87 0,57 ≈ 1,98m;

C3. Идеален едноатомен газ в количество ν = 2 mol първо се охлажда чрез намаляване на налягането 2 пъти и след това се нагрява до начална температура T1 = 360 K. Колко топлина получи газът в участък 2 − 3?

1. Температура на газа в състояние 2:

= νRT;

T2=

p 1 V = v RT;

2=180К;

2. Промяна на вътрешната енергия на газа

в раздел 2 → 3:

→3

νR(T − T);

Фиг.14.3. Промяна на състоянието на газа

U2 → 3 = 1,5

2 8,31 180 ≈ 4487 J;

3. Точки 2 и 3 лежат на една и съща изобара, следователно:

pV = vRT;

vRT2

= v RT3;

pV3 = vRT3;

4. Работа на газ в раздел 2 → 3:

A2 → 3 = p(V3 − V2 ) = ν R(T3 − T2 ) ≈ 2992J; 5. Топлина, получена от газ:

Q = U2 → 3 + A2 → 3 ≈ 7478J;

C4. Електрическата верига се състои от източник на ЕМП с ε = 21 V с вътрешно съпротивление r = 1 Ohm, резистори R1 = 50 Ohm, R2 = 30 Ohm, волтметър със собствено съпротивление RV = 320 Ohm и амперметър със съпротивление RA = 5 ома. Определете показанията на инструмента.

1. Устойчивост на натоварване:

RV,A = RV + RA = 325 Ohm; R1,2 = R1 + R2 = 80 ома; V ≈ 20,4 B;

C5. Частица с маса m = 10 − 7 kg и заряд q = 10 − 5 C се движи с постоянна скорост v = 6 m/s по окръжност в магнитно поле с индукция B = 1,5 T. Центърът на окръжността е върху главната оптична ос на събирателната леща, а равнината на окръжността е перпендикулярна на главната оптична ос и е на разстояние d = 15 cm от нея. Фокусното разстояние на лещата е F = 10 см. По окръжност с какъв радиус се движи изображението на частицата в лещата?

1. Радиус на движение на частиците:

QvB; R=

2. Увеличение на обектива:

; f=

30 см; Γ = 2;

d − F

3. Радиус на изображението:

R* = 2R =

2mv=

2 10− 7 6

≈ 0,08 m;

10− 5 1,5

C6. Върху плоча с площ S = 4 cm2, която отразява 70% и поглъща 30% от падащата светлина, светлината с дължина на вълната λ = 600 nm пада перпендикулярно. Мощност на светлинния поток N = 120 W. Колко натиск оказва светлината върху плочата?

1. Лек натиск върху плочата:						120 (1+ 0,7)
		(1 + p) =			+ ρ) =				≈ 1,7 10	−3
							−4

Пример . Частица с маса m, носеща заряд q, лети в еднородно магнитно поле, перпендикулярно на линиите на вектора V(фиг. 10). Определете радиуса на окръжността, периода и кръговата честота на заредената частица.

Решение . Магнитният компонент на силата на Лоренц огъва траекторията на частицата, но не я извежда от равнината, перпендикулярна на полето. Абсолютната стойност на скоростта не се променя, силата остава постоянна, така че частицата се движи в кръг. Приравняване на магнитния компонент на силата на Лоренц към центробежната сила

получаваме за радиуса на частицата равенството

Орбитален период на частиците

. (3.3.3)

Кръговата честота ω е оборотът на частицата, тоест броят на оборотите за 2π секунди,

(3.3.3 ΄).

Отговор : R = mv/(qB); ω = qB/m; за определен тип частици периодът и честотата зависят само от индукцията на магнитното поле.

Помислете за движението на частица, движеща се под ъгъл< 90° к направлению линий вектора V(фиг. 11). Нека определим стъпката на спиралата h. Скорост vима два компонента, едната от които v çç = v cosβ, е успоредна V, другият v ^ = v sin β е перпендикулярен на линиите на магнитна индукция V.

Когато една частица се движи по линии Vмагнитният компонент на силата е нула, така че частицата се движи равномерно по полето със скорост

vçç = v cosβ.

Наклон на спиралата

h = v çç T = v T cosβ.

Замествайки израза за T от формула (1.3.3), получаваме:

(3.3.4)

На проводящ елемент с ток Id л Силата на Ампер действа в магнитно поле.

или в скаларна форма

dF = I dl B sinα, (3.3.5)

където α е ъгълът между проводящия елемент и магнитната индукция.

За проводник с крайна дължина е необходимо да вземем интеграла:

Ф= I ∫ . (3.3.6)

Посоката на силата на Ампер, както и на силата на Лоренц (виж по-горе), се определя от правилото на лявата ръка. Но като се вземе предвид фактът, че четири пръста тук са насочени по течението.

Пример . В еднородно магнитно поле е поставен проводник под формата на полупръстен с радиус R = 5 см (фиг. 12), чиито силови линии са насочени далеч от нас (изобразени с кръстове). Намерете силата, действаща върху проводника, ако силата на тока, протичащ през проводника, е I = 2 A, а индукцията на магнитното поле B = 1 μT.

Решение . Нека използваме формулата (3.3.6), като вземем предвид, че под интеграла има векторно произведение и следователно в крайна сметка векторна величина. Удобно е да се намери сумата от вектори, като се проектират вектори - членове по координатната ос и се добавят техните проекции. Следователно, решавайки задачата в скаларна форма, интегралът може да бъде представен като сума от интеграли:

F = ∫ dF i , F = ∫ dF x + ∫ dF y.

Според правилото на лявата страна намираме векторите на сила d Фдействащи върху всеки елемент на проводника (фиг. 12).

Първият интеграл от дясната страна е равен на нула, тъй като сумата от проекциите d Фе равна на нула, както следва от фигурата: поради симетрията на картината, всяка положителна проекция съответства на отрицателна със същата величина. Тогава желаната сила е равна само на втория интеграл

F = ∫ dF y = ∫ dF cosβ,

където β е ъгълът между векторите d Фи ос ОΥ, а елементът на дължината на проводника може да се представи като dl = R cos β. Тъй като ъгълът се измерва от оста ОΥ наляво и надясно, границите на интегриране ще бъдат стойностите - 90 0 и 90 0 . Замествайки dl в dF и решаваме втория интеграл, получаваме

F=

Численото изчисление дава: F = 2 2 A 10 -6 T 0,05 m = 2 10 -7 N.

Отговор: F = 2 10 -7 N.

Законът на Ампер дава израз за силата, с която две безкрайно дълги успоредни един на друг проводник с токове , разположени на разстояние b един от друг:

(3.3.7)

Може да се покаже, че проводници с токове, протичащи в една посока, се привличат и отблъскват в случай на антипаралелни токове.

на рамката ( верига) сили действат с ток в магнитно поле. Които се стремят да я превърнат така. За да направите магнитния момент Р m рамка съвпада с посоката на магнитната индукция. В същото време въртящият момент М, действащ върху зоната на веригата S с ток I, е равна на

M = I S B sinα, (3.3.8)

където α е ъгълът между магнитната индукция и нормалата към рамката. Във векторна форма

М = [ Пм , Б].

Позицията, в която ъгълът α = 0 0 . Наречен стабилен баланс, и позицията с α = 180 0 - нестабилен баланс.

Елементарна работа на магнитното поле, когато рамката се завърти на ъгъл α

, методист UMC Zel UO

За да се отговори на въпросите на KIM USE по тази тема, е необходимо да се повторят концепциите:

Взаимодействието на полюсите на магнитите,

Взаимодействието на токове,

Вектор на магнитна индукция, свойства на линиите на магнитното поле,

Прилагане на правилото на гимлета за определяне на посоката на магнитната индукция на полето на постоянен и кръгов ток,

амперна мощност,

сила на Лоренц,

Правило на лявата ръка за определяне на посоката на силата на Ампер, силата на Лоренц,

Движение на заредени частици в магнитно поле.

В материалите на KIM USE често има тестови задачиза определяне на посоката на силата на Ампер и силата на Лоренц, а в някои случаи посоката на вектора на магнитната индукция е дадена имплицитно (показани са полюсите на магнита). Популярна е серия от задачи, при които рамка с ток е в магнитно поле и се изисква да се определи как действа силата на Ампер от всяка страна на рамката, в резултат на което рамката се върти, измества, разтяга, свива ( трябва да изберете правилния отговор). Традиционна е поредица от задачи за анализ на формули на качествено ниво, при които се изисква да се направи извод за естеството на промяната на една физическа величина в зависимост от многократната промяна в други.

Задачата се намира под номер А15.

1. Към магнитната игла ( Северен полюспотъмнени, виж фигурата), които могат да се въртят около вертикална ос, перпендикулярна на равнината на чертежа, донесе постоянен магнит. Докато стрелката

2. Права дължина на проводника Лс ток азпоставени в еднородно магнитно поле, перпендикулярно на линиите на индукция V . Как ще се промени силата на Ампер, действаща върху проводника, ако дължината му се удвои и токът в проводника се намали 4 пъти?

3. Протон стр, летящ в пролуката между полюсите на електромагнита, има скорост, перпендикулярна на вектора на индукция на магнитното поле, насочен вертикално (виж фигурата). Къде действа силата на Лоренц върху него?

4. Права дължина на проводника Лс ток азпоставени в еднородно магнитно поле, посоката на индукционните линии V която е перпендикулярна на посоката на тока. Ако силата на тока се намали 2 пъти и индукцията на магнитното поле се увеличи с 4 пъти, тогава силата на Ампер, действаща върху проводника

	ще се увеличи 2 пъти
	ще намалее 4 пъти
	ще намалее 2 пъти
	Няма да се промени

5. Частица с отрицателен заряд q влетя в пролуката между полюсите на електромагнит, със скорост, насочена хоризонтално и перпендикулярно на вектора на индукция на магнитното поле (виж фигурата). Къде действа силата на Лоренц върху него?

6. Фигурата показва цилиндричен проводник, през който протича електричество. Посоката на тока е обозначена със стрелка. Как е насочен векторът на магнитната индукция към точка C?

7. Фигурата показва намотка от тел, през която протича електрически ток в посоката, посочена от стрелката. Бобината е разположена във вертикална равнина. В центъра на намотката е насочен векторът на индукция на магнитното поле на тока

8. На диаграмата на фигурата всички проводници са тънки, лежат в една и съща равнина, успоредни един на друг, разстоянията между съседните проводници са еднакви, I е силата на тока. Амперната сила, действаща върху проводник № 3 в този случай:

9. Ъгълът между проводника с ток и посоката на вектора на магнитната индукция на магнитното поле се увеличава от 30° до 90°. Амперната сила е:

1) се увеличава 2 пъти

2) намалява с 2 пъти

3) не се променя

4) намалява до 0

10. Силата на Лоренц, действаща върху електрон, движещ се в магнитно поле със скорост 107 m / s по окръжност в еднородно магнитно поле B = 0,5 T, е равна на:

4)8 10-11 N

1. (B1) Маса на частиците м, което носи такса q Vоколо обиколката на радиуса Рсъс скорост u. Какво ще се случи с радиуса на орбитата, периода на въртене и кинетичната енергия на частицата с увеличаване на скоростта на движение?

до масата

физически величини	техните промени
	радиус на орбитата		ще нарастне
	период на циркулация		намаляват
	кинетична енергия		Няма да се промени

(Отговор 131)

2 IN 1). маса на частиците м, което носи такса q, се движи в еднородно магнитно поле с индукция Vоколо обиколката на радиуса Рсъс скорост u. Какво ще се случи с радиуса на орбитата, периода на въртене и кинетичната енергия на частицата с увеличаване на индукцията на магнитното поле?

За всяка позиция в първата колона изберете съответната позиция във втората и запишете до масатаизбрани цифри под съответните букви.

физически величини	техните промени
	радиус на орбитата		ще нарастне
	период на циркулация		намаляват
	кинетична енергия		Няма да се промени

(Отговор 223)

3. (B4). Дължина на прав проводник л\u003d 0,1 m, през които протича токът, е в еднородно магнитно поле с индукция B = 0,4 T и е разположено под ъгъл от 90 ° спрямо вектора. Каква е силата на тока, ако силата, действаща върху проводника от магнитното поле, е 0,2 N?