-
Здесь вы можете обменяться ответами и решениями по РТ-3 2015-2016 (варианты 1 и 2), задать вопросы.
Вариант 1
| А1 (http://www.alsak.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47711.html#msg47711) | А2 (http://www.alsak.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47712.html#msg47712) | А3 (http://www.alsak.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47713.html#msg47713) | А4 (http://www.alsak.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47714.html#msg47714) | А5 (http://www.alsak.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47715.html#msg47715) | А6 (http://www.alsak.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47716.html#msg47716) | А7 (http://www.alsak.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47717.html#msg47717) | А8 (http://www.alsak.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47718.html#msg47718) | А9 (http://www.alsak.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47719.html#msg47719) | А10 (http://www.alsak.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47722.html#msg47722) |
| 4 | 2 | 5 | 3 | 5 | 1 | 1 | 5 | 3 | 2 |
| А11 (http://www.alsak.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47723.html#msg47723) | А12 (http://www.alsak.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47724.html#msg47724) | А13 (http://www.alsak.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47725.html#msg47725) | А14 (http://www.alsak.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47726.html#msg47726) | А15 (http://www.alsak.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47728.html#msg47728) | А16 (http://www.alsak.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47730.html#msg47730) | А17 (http://www.alsak.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47731.html#msg47731) | А18 (http://www.alsak.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47732.html#msg47732) |
| 4 | 1 | 1 | 3 | 1 | 5 | 1 | 2 |
| B1 (http://www.alsak.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47733.html#msg47733) | B2 (http://www.alsak.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47734.html#msg47734) | B3 (http://www.alsak.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47735.html#msg47735) | B4 (http://www.alsak.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47830.html#msg47830) | B5 (http://www.alsak.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47761.html#msg47761) | B6 (http://www.alsak.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47763.html#msg47763) | B7 (http://www.alsak.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47764.html#msg47764) | B8 (http://www.alsak.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47765.html#msg47765) | B9 (http://www.alsak.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47766.html#msg47766) | B10 (http://www.alsak.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47776.html#msg47776) | B11 (http://www.alsak.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47777.html#msg47777) | B12 (http://www.alsak.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47721.html#msg47721) |
| 80 | 47 | 70 | 24 | 75 | 31 | 20 | 56 | 900 | 13 | 2 | 10 |
Вариант 2
| А1 | А2 | А3 | А4 | А5 | А6 | А7 | А8 | А9 | А10 |
| 4 | 3 | 4 | 5 | 4 | 5 | 4 | 5 | 5 | 2 |
| А11 | А12 | А13 | А14 | А15 | А16 | А17 | А18 |
| 2 | 5 | 1 | 4 | 2 | 1 | 2 | 2 |
| B1 | B2 | B3 | B4 | B5 | B6 | B7 | B8 | B9 | B10 | B11 | B12 (http://www.alsak.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47721.html#msg47721) |
| 10 | 6 | 13 | 30 | 80 | 27 | 25 | 48 | 560 | 63 | 10 | 40 |
-
А1.Вариант 1. Основной единицей плотности ρ в СИ является:
1) 1 г/см3; 2) 1 г/м3; 3) 1 кг/см3; 4) 1 кг/м3; 5) 1 г/дм3.
Решение. Основной единицей плотности ρ в СИ является – 1 кг/м3.
Ответ: 4) 1 кг/м3.
-
Вариант 1. А 2. На рисунке представлен графики движения для пяти тел (I, II, III, IV, V). Кинематическому закону движения х = А + В∙t, где А = -5 м, В = 2,5 м/с соответствует график который обозначен цифрой:
1) I; 2) II; 3) III; 4) IV; 5) V.
Решение. Запишем уравнение движения:
х = -5 + 2,5∙t.
Где: начальная координата х0 = -5 м, подходит для всех графиков.
υ = 2,5 м/с – скорость движения. Определим скорость каждого движения.\[ \begin{align}
& \upsilon =\frac{x-{{x}_{0}}}{t-{{t}_{0}}}\ \ \ (1).\ {{\upsilon }_{1}}=\frac{10-(-5)}{3-0}=\frac{15}{3}=5,\ {{\upsilon }_{2}}=\frac{0-(-5)}{2-0}=\frac{5}{2}=2,5,\ {{\upsilon }_{3}}=0,\ \\
& {{\upsilon }_{4}}=\frac{-10-(-5)}{2-0}=-2,5,\ {{\upsilon }_{5}}=\frac{-10-(-5)}{1-0}=\frac{-10}{1}=-10. \\
\end{align} \]
Ответ: 2) II.
-
Вариант 1. А3. Мотоциклист проехал первую треть пути с постоянной по модулю скоростью υ1, а оставшуюся часть пути – со скоростью, модуль которой постоянен и равен υ2 = 50 км/ч. Если модуль средней скорости мотоциклиста на всем пути υ = 37,5 км/ч, то модуль скорости υ1 мотоциклиста на первом участке равен:
1) 5,0 км/ч; 2) 14 км/ч; 3) 18 км/ч; 4) 20 км/ч; 5) 25 км/ч.
Решение. \[ \begin{align}
& \upsilon =\frac{{{s}_{1}}+{{s}_{2}}}{{{t}_{1}}+{{t}_{2}}}\ \ \ (1),\ {{s}_{1}}=\frac{1}{3}\cdot s\ \ \ (2),\ \ {{s}_{2}}=\frac{2}{3}\cdot s\ \ \ (3),\ {{t}_{1}}=\frac{{{s}_{1}}}{{{\upsilon }_{1}}},\ {{t}_{1}}=\frac{s}{3\cdot {{\upsilon }_{1}}}\ \ \ (4),\ {{t}_{2}}=\frac{{{s}_{2}}}{{{\upsilon }_{2}}},\ {{t}_{2}}=\frac{2\cdot s}{3\cdot {{\upsilon }_{2}}}\ \ \ (5),\ \\
& \upsilon =\frac{\frac{1}{3}\cdot s+\frac{2}{3}\cdot s}{\frac{s}{3\cdot {{\upsilon }_{1}}}\ +\frac{2\cdot s}{3\cdot {{\upsilon }_{2}}}}=\frac{s}{s\cdot (\frac{{{\upsilon }_{2}}+2\cdot {{\upsilon }_{1}}}{3\cdot {{\upsilon }_{1}}\cdot {{\upsilon }_{2}}})}=\frac{3\cdot {{\upsilon }_{1}}\cdot {{\upsilon }_{2}}}{{{\upsilon }_{2}}+2\cdot {{\upsilon }_{1}}}. \\
\end{align} \]
\[ \upsilon \cdot {{\upsilon }_{2}}+2\cdot \upsilon \cdot {{\upsilon }_{1}}=3\cdot {{\upsilon }_{2}}\cdot {{\upsilon }_{1}},\ {{\upsilon }_{1}}=\frac{\upsilon \cdot {{\upsilon }_{2}}}{3\cdot {{\upsilon }_{2}}-2\cdot \upsilon }.\ \ {{\upsilon }_{1}}=\frac{37,5\cdot 50}{3\cdot 50-37,5\cdot 2}=25. \]
Ответ: 5) 25 км/ч.
-
Вариант 1. А4. С башни в горизонтальном направлении бросили камень с начальной скоростью, модуль которой υ0 = 15 м/с. Если в момент падения на горизонтальную поверхность земли скорость камня была направленна под углом α = 60° к горизонту, то высота h, с которой был брошен камень, равна:
1) 16 м; 2) 28 м; 3) 34 м; 4) 39 м; 5) 56 м.
Решение. Покажем рисунок. Скорость камня в момент падения разложим на две составляющие, υх и υу. \[ \begin{align}
& tg\alpha =\frac{{{\upsilon }_{y}}}{{{\upsilon }_{x}}}\ \ \ (1),\ {{\upsilon }_{x}}={{\upsilon }_{0}},\ \ {{\upsilon }_{y}}=g\cdot t,\ \frac{g\cdot t}{{{\upsilon }_{0}}}=tg\alpha ,\ t=\frac{{{\upsilon }_{0}}\cdot tg\alpha }{g}\ \ \ (2),\ h=\frac{g\cdot {{t}^{2}}}{2},\ \\
& h=\frac{g}{2}\cdot {{(\frac{{{\upsilon }_{0}}\cdot tg\alpha }{g})}^{2}},h=\frac{{{({{\upsilon }_{0}}\cdot tg\alpha )}^{2}}}{2\cdot g}\ \ \ (3).\ h=\frac{15\cdot 15\cdot \sqrt{3}\cdot \sqrt{3}}{2\cdot 10}=33,75. \\
\end{align}
\]
Ответ: 3) 34 м.
-
Вариант 1. А5. Снаряд, летевший в горизонтальном направлении со скоростью, модуль которой υ0 = 20 м/с, разорвался на два осколка массами m1 = 10 кг и m2 = 5,0 кг. Если скорость меньшего осколка сразу после разрыва снаряда была направлена так же, как и скорость снаряда до разрыва, а модуль его скорости υ2 = 90 м/с, то модуль скорости υ1 большего осколка сразу после разрыва снаряда равен:
1) 90 м/с; 2) 75 м/с; 3) 35 м/с; 4) 25 м/с; 5) 15 м/с.
Решение. Покажем рисунок. Для решения задачи используем закон сохранения импульса для абсолютно неупругого взаимодействия, определим скорость первого осколка. \[ \begin{align}
& ({{m}_{1}}+{{m}_{2}})\cdot {{{\vec{\upsilon }}}_{0}}={{m}_{1}}\cdot {{{\vec{\upsilon }}}_{1}}+{{m}_{2}}\cdot {{{\vec{\upsilon }}}_{2}}.\ Ox:\ \ ({{m}_{1}}+{{m}_{2}})\cdot {{\upsilon }_{0}}={{m}_{2}}\cdot {{\upsilon }_{2}}-{{m}_{1}}\cdot {{\upsilon }_{1}}, \\
& {{\upsilon }_{1}}=\frac{{{m}_{2}}\cdot {{\upsilon }_{2}}-({{m}_{1}}+{{m}_{2}})\cdot {{\upsilon }_{0}}}{{{m}_{1}}},\ {{\upsilon }_{1}}=\frac{5\cdot 90-(10+5,0)\cdot 20}{10}=15. \\
\end{align} \]
Ответ: 5) 15 м/с.
-
Вариант 1. А 6. На рисунке изображены три сосуда (1, 2, 3) наполненные водой. Если площади дна сосудов равны, то модули сил давления F1, F2, F3 воды на дно сосуда связаны соотношением:
1) F1 = F2 = F3; 2) F1 = F2 <F3; 3) F1 <F2 <F3; 4) F1 <F2 = F3; 5) F1 <F2 = F3.
Решение.
Силу давления на дно сосуда определим по формуле:
F = р∙S (1).
Где: S – площадь дна сосуда, по условию задачи площади дна сосудов равны,
р – гидростатическое давление на дно сосуда.
р = ρ∙g∙h (2).
Где: ρ – плотность жидкости, во всех сосудах вода, плотность одинакова, h – высота жидкости в каждом сосуде, высоты жидкости в каждом сосуде одинаковы. Гидростатические давления м каждом сосуде равны.
Ответ: 1) F1 = F2 = F3.
-
Вариант 1. А 7. С идеальным газом, количество вещества которого постоянно, проводят циклический процесс, (см. рис). Изобарному расширению газа соответствует участок графика:
1) АВ; 2) ВС; 3) СD; 4) DЕ; 5) ЕА.
Решение. Изобарному расширению газа соответствует участок графика – АВ.
Ответ: 1) АВ.
-
Вариант 1.А8.Идеальный газ, число молекул которого N = 5,0∙1024, находится в баллоне под давлением р = 414 Па. Если вместимость баллона V = 50 м3, то температура t газа равна:
1) 10 °С; 2) 18 °С; 3) 20 °С; 4) 24 °С; 5) 27 °С.
Решение. Давление идеального газа с температурой связано соотношением:
р = n∙k∙Т (1).
Где: n – концентрация молекул, k – постоянная Больцмана, k = 1,38∙10-23 Дж/К.\[ n=\frac{N}{V}\ \ \ (2),\ p=\frac{N}{V}\cdot k\cdot T,\ T=\frac{p\cdot V}{N\cdot k}\ \ \ (3).\ T=\frac{414\cdot 50}{5,0\cdot {{10}^{24}}\cdot 1,38\cdot {{10}^{-23}}}=300. \]
t = (300 – 273) °С = 27 °С.
Ответ: 5) 27 °С.
-
Вариант 1. А9. Идеальный одноатомный газ, количество вещества которого ν = 4,00 моль, охлаждают при постоянном объеме так, что его давление уменьшается в три раза (р1 = 3∙р2), а затем изобарно нагревают (см. рис). Если температура газа в начальном и конечном состоянии Т1 = Т3 = 300 К, то совершенная работа А в ходе всего процесса равна:
1) 1,66 кДж; 2) 4,99 кДж; 3) 6,65 кДж; 4) 8,31 кДж; 5) 19,9 кДж.
Решение.
Совершенную работу в ходе всего процесса определим по формуле:
А = А12 + А23 (1).
1 → 2 – изохорный процесс.
А12 = 0 (2).
2 → 3 – изобарный процесс.
А23 = ν∙R∙(Т3 – Т2) (3).
Определим температуру Т2, рассмотрим изохорный процесс. Определим работу.\[ \begin{align}
& \frac{{{p}_{1}}}{{{T}_{1}}}=\frac{{{p}_{2}}}{{{T}_{2}}},\ {{p}_{1}}=3\cdot {{p}_{2}},\ {{T}_{2}}=\frac{{{T}_{1}}\cdot {{p}_{2}}}{3\cdot {{p}_{2}}}=\ \frac{{{T}_{1}}}{3}\ \ (4). \\
& A=0+\nu \cdot R\cdot ({{T}_{3}}-\frac{{{T}_{1}}}{3}).\ A=4,00\cdot 8,31\cdot (300-\frac{300}{3})=6648. \\
\end{align}
\]
Ответ: 3) 6,65 кДж.
-
Мои ответы
Вариант 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 в1 в2 в3
4 2 5 3 5 1 1 5 3 2 4 1 1 3 1 5 1 2 80 47 70
Вариант 2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 в1 в2 в3
4 3 4 5 4 5 4 5 5 2 2 5 1 4 2 1 2 2 1 6 13
-
В12 Вариант 1. В электрической цепи, схема которой показана на рисунке, все элементы идеальные. Цепь состоит из источника постоянного тока с ЭДС E = 15 В, резистора сопротивлением R = 3,0 Ом и катушки индуктивностью L = 0,10 Гн. До замыкания ключа ток в цепи отсутствовал. Затем ключ K замкнули и через некоторое время разомкнули. В течение промежутка времени, когда ключ был замкнут, и в течение промежутка времени, когда ключ был разомкнут, в резисторе выделилось одинаковое количество теплоты. Если считать, что в конце второго промежутка времени ток в катушке отсутствовал, то за все время опыта в резисторе выделилось количество теплоты Q, равное … Дж.
В12 Вариант 2. В электрической цепи, схема которой показана на рисунке, все элементы идеальные. Цепь состоит из источника постоянного тока с ЭДС E = 10 В, резистора сопротивлением R = 1,0 Ом и катушки индуктивностью L = 0,10 Гн. До замыкания ключа ток в цепи отсутствовал. Затем ключ K замкнули и через некоторое время разомкнули. В течение промежутка времени, когда ключ был замкнут, и в течение промежутка времени, когда ключ был разомкнут, в резисторе выделилось одинаковое количество теплоты. Если считать, что в конце второго промежутка времени ток в катушке отсутствовал, то за все время опыта в резисторе выделилось количество теплоты Q, равное … Дж.
Решение. После замыкания ключа сила тока через катушку начнет увеличиваться. Так как приборы идеальные, то сопротивления источника тока и катушки будут равны нулю. В этом случае разность потенциалов на клеммах катушки и клеммах источника тока (и равны между собой):
\[\varphi _{1} -\varphi _{2} =L\cdot \frac{\Delta I}{\Delta t} ,\; \; \varphi _{1} -\varphi _{2} =E.\]
Мы предположили, что ток в катушке линейно возрастает со временем (это можно доказать, проинтегрировав уравнение
\[\varphi _{1} -\varphi _{2} =E=L\cdot i'.\]
Такая же разность потенциалов и на резисторе. Следовательно, через резистор будет течь постоянный ток
\[I_{R} =\frac{\varphi _{1} -\varphi _{2} }{R} =\frac{E}{R} \]
(интересный вывод, ток через катушку растет, а на резисторе он не меняется).
Пусть ключ размыкают через время t1, а сила тока в этот момент будет равна IL. Тогда
\[E=L\cdot \frac{\Delta I}{\Delta t} =L\cdot \frac{I_{L} }{t_{1} } ,\; \; I_{L} =\frac{E\cdot t_{1} }{L} \]
(для идеальных приборов ток в катушке должен увеличиваться до бесконечности, а значит, до бесконечности должна увеличиваться энергия катушки. Но откуда она будет поступать? Источник тока с бесконечным запасом энергии?)
За это время t1 в резисторе выделится тепло
\[Q_{1} =I_{R}^{2} \cdot R\cdot t_{1} =\frac{E^{2} }{R} \cdot t_{1} .\]
В катушке в этот момент запасена энергия
\[W=\frac{L\cdot I_{L}^{2} }{2} =\frac{E^{2} }{2L} \cdot t_{1}^2 ,\]
которая полностью перейдет в тепло после размыкания ключа, т.е.
\[Q_{2} =W=\frac{E^{2} \cdot t_{1}^{2} }{2L} .\]
По условию эти энергии равны, и можно найти время t1:
\[Q_{1} =Q_{2} ,\; \; \frac{E^{2} }{R} \cdot t_{1} =\frac{E^{2} \cdot t_{1}^{2} }{2L} ,\; \; t_{1} =\frac{2L}{R} .\]
В итоге получаем
\[Q=2Q_{1} =\frac{2E^{2} }{R} \cdot \frac{2L}{R} =\frac{4E^{2} \cdot L}{R^{2} } ,Q=2Q_{1} =\frac{2E^{2} }{R} \cdot \frac{2L}{R} =\frac{4E^{2} \cdot L}{R^{2} } ,\]
1 вариант: 10 Дж.
2 вариант: 40 Дж.
Подобная задача здесь: Вступительные экзамены МФТИ 2007 года. Варианты 9-12, задача № 4.
Некоторые пояснения процесса здесь: Гринченко Б.И. Как решать задачи по физике. Задачи №28.1.
См. обсуждение задачи на форуме (http://www.alsak.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47882.html#msg47882).
-
Вариант 1. А 10. График зависимости потенциальной энергии W взаимодействия двух точечных одноимённых зарядов q1 и q2 от расстояния r между ними правильно изображён на рисунке, обозначенном цифрой:
1) 1; 2) 2; 3) 3; 4) 4; 5) 5.
(http://A10_1.jpg)
Решение: Энергия Wэл электростатического взаимодействия двух точечных зарядов \[ \begin{align}
& {{W}_{эл}}=\frac{{{q}_{1}}{{q}_{2}}}{4\pi {{\varepsilon }_{\circ }}r}, \\
& {{W}_{эл}}\sim \frac{1}{r}. \\
\end{align} \]
Ответ: 2) 2.
-
Вариант 1. А 11. Период Т свободных электромагнитных колебаний в контуре, состоящем из конденсатора ёмкостью С и катушки индуктивностью L, определяется формулой:
\[ 1)T=2\pi \sqrt{\frac{L}{C}};2)T=\frac{2\pi }{\sqrt{LC}};3)T=\frac{\sqrt{LC}}{2\pi };4)T=2\pi \sqrt{LC};5)T=\frac{1}{2\pi }\sqrt{LC}. \]
Решение: Период колебаний определяется формулой Томсона \[ T=2\pi \sqrt{LC}. \]
Ответ: \[ 4)T=2\pi \sqrt{LC}. \]
-
Вариант 1. А 12. В электрической цепи, схема которой показана на рисунке, напряжение на клеммах источника постоянного тока U = 100 В. Сопротивления резисторов R1 = 20 Ом, R3 = 24 Ом. Если сила тока во втором резисторе I2 = 0,50 А, то его сопротивление R2 равно:
1) 80 Ом; 2) 70 Ом; 3) 60 Ом; 4) 50 Ом; 5) 40 Ом.
Решение.Выразим ток I1 через I2.\[ {{U}_{1}}={{U}_{2}},\ {{I}_{1}}\cdot {{R}_{1}}={{I}_{2}}\cdot {{R}_{2}},\ {{I}_{1}}=\frac{{{I}_{2}}\cdot {{R}_{2}}}{{{R}_{1}}}\ \ \ (3).\ \]
Используя закономерности последовательного и параллельного соединения проводников для напряжения выразим неизвестное сопротивление.\[ \begin{align}
& {{U}_{12}}={{U}_{2}}={{U}_{1}},\ {{U}_{2}}+{{U}_{3}}=U,\ {{U}_{2}}={{I}_{2}}\cdot {{R}_{2}},\ {{U}_{3}}=I\cdot {{R}_{3}},\ I={{I}_{1}}+{{I}_{2}},\ I=\frac{{{I}_{2}}\cdot {{R}_{2}}}{{{R}_{1}}}+{{I}_{2}}, \\
& {{I}_{2}}\cdot {{R}_{2}}+(\frac{{{I}_{2}}\cdot {{R}_{2}}}{{{R}_{1}}}+{{I}_{2}})\cdot {{R}_{3}}=U.\ {{I}_{2}}\cdot {{R}_{2}}+\frac{{{I}_{2}}\cdot {{R}_{2}}}{{{R}_{1}}}\cdot {{R}_{3}}+{{I}_{2}}\cdot {{R}_{3}}=U, \\
& {{I}_{2}}\cdot {{R}_{2}}+\frac{{{I}_{2}}\cdot {{R}_{2}}}{{{R}_{1}}}\cdot {{R}_{3}}=U-{{I}_{2}}\cdot {{R}_{3}},\ {{R}_{2}}=\frac{U-{{I}_{2}}\cdot {{R}_{3}}}{{{I}_{2}}+\frac{{{I}_{2}}\cdot {{R}_{3}}}{{{R}_{1}}}}.\ {{R}_{2}}=\frac{100-0,5\cdot 24}{0,5+\frac{0,5\cdot 24}{20}}=80. \\
\end{align} \]
Ответ: 1) 80 Ом.
-
Вариант 1. А 13.Электрон влетает в горизонтальное однородное магнитное поле. Если скорость υ электрона направлена вдоль линий индукции магнитного поля (см. рис), то он движется:
А) равномерно со скоростью υ;
Б) по окружности, плоскость которой перпендикулярна индукции В поля;
В) по окружности, плоскость которой параллельна индукции В поля;
Г) равноускоренно, причем ускорение а электрона и индукция В поля направлены в противоположные стороны;
Д) равноускоренно, причем ускорение а электрона и индукция В поля направлены в одну стороны;
1) А; 2) Б; 3) В; 4) Г; 5) Д.
Решение.
На электрон который движется в магнитном поле может действовать сила Лоренца. Сила Лоренца определяется по формуле.
F = q∙υ∙В∙sinα (1).
α – угол между вектором магнитной индукции и скоростью электрона.
α = 180°, sin180° = 0, F = 0.
При таких условиях сила Лоренца на электрон не действует.
Электрон движется равномерно со скоростью υ.
Ответ: 1) А.
-
Вариант 1.А 14.На рисунке приведен график зависимости магнитного потока Ф через поверхность плоского проводящего контура от времени t. Изменение магнитного поля ∆Ф за промежуток времени от ∆t = t2 – t1, где t1 = 0 с, t2 = 2 с, равно:
1) 5 Вб; 2) 4 Вб; 3) 3 Вб; 4) 2 Вб; 5) 1 Вб.
Решение. Изменение магнитного поля определим по формуле:
∆Ф = Ф2 – Ф1 (1).
Ф2 = 4 Вб, Ф1 = 1 Вб. ∆Ф =4 Вб – 1 Вб = 3 Вб.
Ответ: 3) 3 Вб.
-
Вариант 1. А 15. Частота малых колебаний математического маятника на поверхности земли равна ν1. Если при уменьшении длины маятника на ∆l = 0,30 м частота его колебаний увеличилась в два раза (ν2 = 2∙ν1), то первоначальная длина l1 маятника равна:
1) 0,40 м; 2) 0,62 м; 3) 0,9 м; 4) 1,2 м; 5) 2,1 м.
Решение. Запишем формулу для определения частоты малых колебаний математического маятника:\[ \begin{align}
& {{\nu }_{1}}=\frac{1}{{{T}_{1}}}\ \ \ (1),\ {{T}_{1}}=2\cdot \pi \cdot \sqrt{\frac{{{l}_{1}}}{g}}\ \ \ (2),\ {{\nu }_{1}}=\frac{1}{2\cdot \pi \cdot \sqrt{\frac{{{l}_{1}}}{g}}}\ \ \ (3),\ {{l}_{2}}={{l}_{1}}-\Delta l\ \ \ (4),{{\nu }_{2}}=\frac{1}{2\cdot \pi \cdot \sqrt{\frac{{{l}_{1}}-\Delta l}{g}}}\ \ \ (5), \\
& {{\nu }_{2}}=2\cdot {{\nu }_{1}}\ \ \ (6),\ \frac{1}{2\cdot \pi \cdot \sqrt{\frac{{{l}_{1}}-\Delta l}{g}}}=\frac{2}{2\cdot \pi \cdot \sqrt{\frac{{{l}_{1}}}{g}}},\ \sqrt{{{l}_{1}}}=2\cdot \sqrt{{{l}_{1}}-\Delta l},{{l}_{1}}=4\cdot ({{l}_{1}}-\Delta l),\ {{l}_{1}}\ =\frac{4\cdot \Delta l}{3}.\ {{l}_{1}}=0,4. \\
\end{align}
\]
Ответ: 1) 0,40 м.
-
Вариант 1. А16. На треугольную стеклянную призму падает параллельный световой пучок, содержащий излучение с пятью длинами волн. Вследствие нормальной дисперсии (см. схем. рис.) наибольшее отклонение от первоначального направления будет у света с длиной волны:
1) λ1 = 750 нм; 2) λ2 = 700 нм; 3) λ3 = 650 нм; 4) λ4 = 600 нм; 5) λ5 = 500 нм.
Решение: Дисперсией света называется зависимость показателя преломления n вещества от частоты ν (длины волн λ) света или зависимость фазовой скорости световых волн υ от их частоты. \[ n=\frac{c}{υ}. \]
Красные лучи обладают большей длиной волны, чем фиолетовые (λкр > λф). Красным лучам соответствует меньший показатель преломления, чем фиолетовым (nкр < nф). Но \[ {{n}_{кр}}=\frac{\sin \alpha }{\sin {{\beta }_{кр}}},{{n}_{ф}}=\frac{\sin \alpha }{\sin {{\beta }_{ф}}}, \]
откуда, следует, что βкр > βф.
Волны с меньшей длинной волны (фиолетовые) откланяются от первоначального направления, сильнее волн с большей длиной (красные), т.к. чем меньше β тем больше отклонение от первоначального направления.
Ответ: 5) λ5 = 500 нм.
-
Вариант 1. А 17.Тонкий стержень расположен перпендикулярно главной оптической оси тонкой собирающей линзы, фокусное расстояние которой F = 5 см. Если расстояние от линзы до прямого изображения стержня f = 10 см, линейное увеличение Г линзы равно:
1) 3; 2) 5; 3) 7; 4) 9; 5) 12.
Решение. Линза собирающая, изображение прямое – предмет находится между линзой и фокусом. Запишем формулу увеличения линзы и формулу тонкой линзы (в формуле тонкой линзы перед 1/f ставим знак минус).\[ \begin{align}
& \Gamma =\frac{f}{d}\ \ \ (1),\ \frac{1}{F}=-\frac{1}{f}+\frac{1}{d},\ \frac{1}{d}=\frac{1}{F}+\frac{1}{f},\ \frac{1}{d}=\frac{f+F}{f\cdot F},\ d=\frac{f\cdot F}{f+F}\ \ \ (2),\ \Gamma =\frac{f\cdot (f+F)}{f\cdot F}. \\
& \Gamma =\frac{10\cdot (5+10)}{5\cdot 10}=3. \\
\end{align} \]
Ответ: 1) 3.
-
Вариант 1. А 18.Недостающим продуктом АZХ ядерной реакции 32Не + 32Не → 42Не + 2∙АZХ является:
1) 10n; 2) 11р; 3) 42Не; 4) 01е; 5) 0-1е.
Решение. Запишем ядерную реакцию:
32Не + 32Не → 42Не + АZХ + АZХ.
В любой ядерной реакции выполняются законы сохранения числа нуклонов (верхний индекс)
3 + 3 = 4 + 1 +1 → А = 1,
и законы сохранения электрического заряда (нижний индекс) :
2 + 2 = 2 + 1 + 1 → Z = 1.
11Х = 11р. Ответ: 2) 11р.
-
Вариант 1. В 1.Материальная точка, движущуюся равноускоренно по направлению оси Ох, за промежуток времени ∆t = 10 с прошла путь s = 60 м. Если за этот промежуток времени модуль ее скорости увеличился в пять раз, то модуль ускорения материальной точки равен … см/с2.
Решение. \[ \begin{align}
& s=\frac{\upsilon +{{\upsilon }_{0}}}{2}\cdot t\ \ \ (1),\ \upsilon =5\cdot {{\upsilon }_{0}}\ \ \ (2),\ s=\frac{6\cdot {{\upsilon }_{0}}}{2}\cdot t,\ {{\upsilon }_{0}}=\frac{s}{3\cdot t}\ \ \ (3),\ \upsilon =\frac{5\cdot s}{3\cdot t}\ \ \ \ (4), \\
& a=\frac{\upsilon -{{\upsilon }_{0}}}{t}\ \ \ (5),\ a=\frac{\frac{5\cdot s}{3\cdot t}-\frac{s}{3\cdot t}}{t}=\frac{4\cdot s}{3\cdot {{t}^{2}}}.\ a=\frac{4\cdot 60}{3\cdot {{10}^{2}}}=0,8. \\
\end{align} \]
Ответ: 80 см/с2.
-
Вариант 1. В 2.Брусок движется вверх по наклонной плоскости, образуя угол α = 45° с горизонтом, под действием горизонтальной силы F, модуль которой F = 95 Н. Коэффициент трения скольжения между бруском и плоскостью μ = 0,20. Если масса бруска m = 6,0 кг, то модуль ускорения а бруска равен … см/с2.
Решение. Покажем на рисунке силы которые действуют на брусок и ускорение с которым он движется. Для решения задачи используем второй закон Ньютона: \[ \vec{F}=m\cdot \vec{a};\ {{\vec{F}}_{mp}}+\vec{N}+m\cdot \vec{g}+\vec{F}=m\cdot \vec{a}. \]
Найдем проекции на ось Ох и Оу:\[ \begin{align}
& Ox:\ -{{F}_{mp}}-m\cdot g\cdot \sin a+F\cdot \cos \alpha =m\cdot a\ \ (2),\ Oy:\ N-m\cdot g\cdot \cos a-F\cdot \sin \alpha =0\ \ \ (3),\ \\
& {{F}_{mp}}=\mu \cdot N\ \ \ (4).\ N=m\cdot g\cdot \cos a+F\cdot \sin \alpha ,\ \\
& a=\frac{F\cdot \cos \alpha -\mu \cdot m\cdot g\cdot \cos a-\mu \cdot F\cdot \sin \alpha -m\cdot g\cdot \sin a}{m}. \\
& a=\frac{\frac{\sqrt{2}}{2}\cdot (95-0,2\cdot 6,0\cdot 10-0,2\cdot 95-6,0\cdot 10)}{6,0}=0,47. \\
\end{align} \]
Ответ: 47 см/с2.
-
Вариант 1. В 3.Пробковый (ρ1 = 200 кг/м3) однородный поплавок плавает на поверхности однородной жидкости (ρ2 = 900 кг/м3). Если объем поплавка V = 10 см3, то для его полного погружения в жидкость к поплавку нужно приложить вертикальную силу, минимальное значение модуля F которой равно … мН.
Решение. Покажем силы которые действуют на поплавок погруженный в жидкость. Запишем условие при котором поплавок находится в равновесии. Определим проекции сил на ось Оу, определим силу которая необходима для полного погружения в жидкость.\[ \begin{align}
& \vec{F}+{{{\vec{F}}}_{A}}+m\cdot \vec{g}=0.\ Oy:\ F-{{F}_{A}}+m\cdot g=0\ \ \ (1),\ {{F}_{A}}={{\rho }_{2}}\cdot g\cdot V\ \ \ (2),\ m={{\rho }_{1}}\cdot V\ \ \ (3), \\
& F={{\rho }_{2}}\cdot g\cdot V-{{\rho }_{1}}\cdot V\cdot g.\ F=900\cdot 10\cdot 10\cdot {{10}^{-6}}-200\cdot 10\cdot {{10}^{-6}}\cdot 10=70\cdot {{10}^{-3}}. \\
\end{align} \]
Ответ: 70 мН.
Другой вариант решения с другим ответом см. здесь (http://web-physics.ru/smf/index.php/topic,13059.msg48447.html#msg48447).
-
Вариант 1.В4.Небольшое тело массой m = 0,4 кг свободно вращается по окружности на легкой нерастяжимой нити в вертикальной плоскости. Если силу сопротивления воздуха не учитывать, то модуль силы натяжения F1 нити в нижней точке траектории больше модуля силы натяжения F2 нити в верхней точке траектории на величину, равную … Н.
Решение. Покажем силы и ускорение которые действуют на тело в верхней и нижней точке. Определим проекции сил и ускорения на ось Оу, определим силу натяжения нити в верхней и нижней точке.
\[ \begin{align}
& {{{\vec{F}}}_{2}}+m\cdot \vec{g}=m\cdot \vec{a},\ Oy:\ {{F}_{2}}+m\cdot g=m\cdot a,\ {{F}_{2}}=-m\cdot g+m\cdot a\ \ \ (1). \\
& {{{\vec{F}}}_{1}}+m\cdot \vec{g}=m\cdot \vec{a},\ Oy:\ {{F}_{1}}-m\cdot g=m\cdot a,\ {{F}_{1}}=m\cdot g+m\cdot a\ \ \ (2). \\
& {{F}_{1}}-{{F}_{2}}=m\cdot g+m\cdot a-(-m\cdot g+m\cdot a)\ =2\cdot m\cdot g\ \ \ (3).\ \ {{F}_{1}}-{{F}_{2}}=2\cdot 10\cdot 0,4=8. \\
\end{align} \]
Ответ: 8 Н.
-
Вариант 1. В 5.В закрытом сосуде при абсолютной температуре Т1 и давлении р1 = 800 кПа находится идеальный газ. Если при охлаждении газа его давление уменьшилось до р2 = 200 кПа, то модуль относительного изменения абсолютной температуры │∆Т/Т1│ газа равен … %
Решение. Охлаждение газа происходит в закрытом сосуде, масса газа не изменяется – процесс изохорный. \[ \begin{align}
& \frac{{{p}_{1}}}{{{T}_{1}}}=\frac{{{p}_{2}}}{{{T}_{2}}},\ {{T}_{2}}=\frac{{{T}_{1}}\cdot {{p}_{2}}}{{{p}_{1}}}\ \ \ (1),\ \left| \frac{\Delta T}{{{T}_{1}}} \right|=\left| \frac{{{T}_{2}}-{{T}_{1}}}{{{T}_{1}}} \right|=\left| \frac{\frac{{{T}_{1}}\cdot {{p}_{2}}}{{{p}_{1}}}\ -{{T}_{1}}}{{{T}_{1}}} \right|=\left| \frac{{{T}_{1}}\cdot (\frac{{{p}_{2}}}{{{p}_{1}}}\ -1)}{{{T}_{1}}} \right|=\left| \frac{{{p}_{2}}}{{{p}_{1}}}\ -1 \right|. \\
& \left| \frac{\Delta T}{{{T}_{1}}} \right|=\left| \frac{200\cdot {{10}^{3}}}{800\cdot {{10}^{3}}}-1 \right|=0,75. \\
\end{align}
\]
Ответ: 75 %.
-
Вариант 1. В 6.Свинцовая (с = 130 Дж/кг∙К) пуля, летящая горизонтально со скоростью, модуль которой υ1 = 300 м/с, пробивает стену и летит дальше со скоростью, модуль которой υ2 = 200 м/с. Если при движении в стене пуля нагрелась на ∆t = 60 °С, то отношение изменения внутренней энергии пули к модулю изменения ее кинетической энергии равно … %.
Решение. Определим отношение изменения внутренней энергии пули к модулю изменения ее кинетической энергии.\[ \frac{Q}{{{W}_{K}}}=\frac{c\cdot m\cdot \Delta t}{\left| \frac{m\cdot \upsilon _{2}^{2}}{2}-\frac{m\cdot \upsilon _{1}^{2}}{2} \right|}=\frac{c\cdot m\cdot \Delta t}{m\cdot \left| \frac{\upsilon _{2}^{2}}{2}-\frac{\upsilon _{1}^{2}}{2} \right|}=\frac{c\cdot \Delta t}{\left| \frac{\upsilon _{2}^{2}}{2}-\frac{\upsilon _{1}^{2}}{2} \right|}.\ \frac{Q}{{{W}_{K}}}=\frac{130\cdot 60}{\left| \frac{4\cdot {{10}^{4}}}{2}-\frac{9\cdot {{10}^{4}}}{2} \right|}=0,312. \]
Ответ: 31 %.
-
Вариант 1. В 7.За один цикл рабочее тело теплового двигателя совершило работу А = 2 кДж, отдав холодильнику количество теплоты │Q│ = 8 кДж. Термический коэффициент полезного действия η теплового двигателя равен … %.
Решение. Определим термический коэффициент полезного действия η теплового двигателя.\[ \eta =\frac{A}{{{Q}_{1}}}\ \ \ (1),\ A={{Q}_{1}}-\left| Q \right|,\ {{Q}_{1}}=A+\left| Q \right|,\ \eta =\frac{A}{A+\left| Q \right|}.\ \eta =\frac{2\cdot {{10}^{3}}}{2\cdot {{10}^{3}}+8\cdot {{10}^{3}}}=0,2. \]
Ответ: 20 %.
-
Вариант 1. В 8.Работа выхода электрона с поверхности цинка Авых = 3,7 эВ и составляет n = 1/5 часть от максимальной кинетической энергии ЕКmах фотоэлектрона. Длина волны λ излучения, вызвавшего фотоэффект с поверхности цинка, равна … нм.
Решение.
3,7 эВ = 5,92∙10-19 Дж.
Запишем формулу Эйнштейна для фотоэффекта.\[ \begin{align}
& E={{A}_{B}}+E_{K}^{\max }\ \ \ (1),\ {{A}_{B}}=\frac{1}{5}\cdot E_{K}^{\max }\ \ \ (2),\ E_{K}^{\max }=5\cdot {{A}_{B}},\ E={{A}_{B}}+5\cdot {{A}_{B}},\ E=6\cdot {{A}_{B}}. \\
& E=\frac{h\cdot c}{\lambda }\ \ \ (3),\ \frac{h\cdot c}{\lambda }=6\cdot {{A}_{B}},\ \lambda =\frac{h\cdot c}{6\cdot {{A}_{B}}}\ \ \ (4).\ \lambda =\frac{6,63\cdot {{10}^{-34}}\cdot 3\cdot {{10}^{8}}}{6\cdot 5,92\cdot {{10}^{-19}}}=0,559966\cdot {{10}^{-7}}. \\
\end{align} \]
Ответ: 56 нм.
-
Вариант 1. В9.Два равных по модулю и противоположных по знаку точечных заряда расположены в вакууме в вершинах равностороннего треугольника со стороной а = 10,0 см. Если модуль напряженности результирующего электростатического поля в третьей вершине Е = 900 В/м, то модуль силы F взаимодействия между зарядами равен … нН.
Решение. Треугольник равносторонний, углы по 60°. Зная модуль напряженности результирующего электростатического поля и используя теорему косинусов определим модуль точечного заряда.\[ \begin{align}
& \vec{E}={{{\vec{E}}}_{1}}+{{{\vec{E}}}_{2}}.\ {{E}^{2}}=E_{1}^{2}+E_{2}^{2}-2\cdot {{E}_{1}}\cdot {{E}_{2}}\cdot \cos \alpha ,\ {{E}_{1}}={{E}_{2}},\ \alpha =60,\ E={{E}_{1}}, \\
& {{E}_{1}}=\frac{k\cdot \left| q \right|}{{{a}^{2}}},\ \left| q \right|=\frac{E\cdot {{a}^{2}}}{k}.\ \left| q \right|=\frac{900\cdot {{0,1}^{2}}}{9\cdot {{10}^{9}}}={{10}^{-9}}. \\
\end{align} \]
Определим модуль силы F взаимодействия между зарядами: \[ F=\frac{k\cdot \left| q \right|\cdot \left| q \right|}{{{a}^{2}}}.\ F=\frac{9\cdot {{10}^{9}}\cdot {{10}^{-9}}\cdot {{10}^{-9}}}{{{0,1}^{2}}}=900\cdot {{10}^{-9}}. \]
Ответ: 900 нН.
-
Вариант 1.В 10.Протон (массой m = 1,67∙10-27 кг и зарядом q = 1,6∙10-19 Кл), модуль начальной скорости которого υ0 = 0 м/с, ускоряется в электростатическом поле с разностью потенциалов │φ1 – φ2│ = 0,73 кВ и влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Если модуль магнитной индукции В = 0,3 Тл, то радиус r окружности, по которой протон будет двигаться в магнитном поле, равен … мм.
Решение. Определим скорость протона. \[ \begin{align}
& q\cdot \left| {{\varphi }_{1}}-{{\varphi }_{2}} \right|=A,\ A=\frac{m\cdot \upsilon _{{}}^{2}}{2}-\frac{m\cdot \upsilon _{0}^{2}}{2},\ {{\upsilon }_{0}}=0,\ A=\frac{m\cdot \upsilon _{{}}^{2}}{2},\ q\cdot \left| {{\varphi }_{1}}-{{\varphi }_{2}} \right|=\frac{m\cdot \upsilon _{{}}^{2}}{2}\ ,\ {{\upsilon }^{2}}=\frac{2\cdot q\cdot \left| {{\varphi }_{1}}-{{\varphi }_{2}} \right|}{m}\ \ \ (1), \\
& \upsilon =\sqrt{\frac{2\cdot q\cdot \left| {{\varphi }_{1}}-{{\varphi }_{2}} \right|}{m}}\ \ \ (2). \\
\end{align}
\]
Определим радиус протона. На протон действует сила Лоренца, и сила Лоренца является центростремительной силой:\[ \begin{align}
& {{F}_{L}}=q\cdot B\cdot \upsilon \cdot \sin \alpha ,\ \sin \alpha =1,\ {{F}_{L}}=m\cdot a,\ a=\frac{{{\upsilon }^{2}}}{r},\ q\cdot B\cdot \upsilon =\frac{{{\upsilon }^{2}}}{r}, \\
& r=\frac{m\cdot \upsilon }{q\cdot B},\ r=\frac{m}{q\cdot B}\cdot \sqrt{\frac{2\cdot q\cdot \left| {{\varphi }_{1}}-{{\varphi }_{2}} \right|}{m},}\ r=\frac{1}{B}\cdot \sqrt{\frac{2\cdot m\cdot \left| {{\varphi }_{1}}-{{\varphi }_{2}} \right|}{q}}\ \ (3). \\
& r=\frac{1}{0,3}\cdot \sqrt{\frac{2\cdot 1,67\cdot {{10}^{-27}}\cdot 0,73\cdot {{10}^{3}}}{1,6\cdot {{10}^{-19}}}}=13,13\cdot {{10}^{-3}}. \\
\end{align} \]
Ответ: 13 мм.
-
Вариант 1. В11. В идеальном колебательном контуре максимальное значение заряда конденсатора q0 = 1•10-6 Кл. Если максимальное значение силы тока в контуре I0 = 3,14• 10-3 А, то период T его свободных электромагнитных колебаний равен ... мс.
Вариант 2. В11. В идеальном колебательном контуре максимальное значение заряда конденсатора q0 = 5,0• 10-6 Кл. Если период свободных электромагнитных колебаний T = 3,14•10-3 с, то максимальное значение силы тока I0 в контуре равно ... мА.
Решение: Зависимость заряда q на обкладках конденсатора в идеальном колебательном контуре \[ q={{q}_{0}}\cos (\omega t+{{\varphi }_{0}}), \] где q0 – амплитудное значение заряда (максимальное).
Сила тока в контуре \[ I=q_{t}^{\grave{\ }}=-{{q}_{0}}\omega \sin (\omega t+{{\varphi }_{0}}),\] где \[{{q}_{0}}\omega ={{I}_{0}} \]- максимальное значение силы тока.
Вариант 1. В11.
\[ \begin{align}
& \omega =\frac{{{I}_{0}}}{{{q}_{0}}},\omega =\frac{2\pi }{T}\Rightarrow T=\frac{2\pi {{q}_{0}}}{{{I}_{0}}}, \\
& T=\frac{2\cdot 3,14\cdot 1\cdot {{10}^{-6}}}{3,14\cdot {{10}^{-3}}}=2\cdot {{10}^{-3}}c=2 мс. \\
\end{align} \]
Вариант 2. В11.
\[ \begin{align}
& \omega =\frac{{{I}_{0}}}{{{q}_{0}}},\omega =\frac{2\pi }{T}\Rightarrow {{I}_{0}}=\frac{2\pi {{q}_{0}}}{T}, \\
& {{I}_{0}}=\frac{2\cdot 3,14\cdot 5\cdot {{10}^{-6}}}{3,14\cdot {{10}^{-3}}}=10\cdot {{10}^{-3}А}=10 мА. \\
\end{align} \]
Ответ:
Вариант 1. В11. 2 мс.
Вариант 2. В11. 10 мА.
-
Вариант 2 В 4 - 10 Н,В5 - 80 кПа. В6 - 27%.В7 - 25 %.В 8 - 48 нм. В 9 - 560 нН. В 10 - 63 мТл.
-
B4 РТ 3 2015/2016
Я частично не согласен с решением Сергея
Ускорение шарика в верхней и нижней точках разное, т.к. скорости прохождения разные, а длина нити не меняется. Из закона сохранения энергии
\[ \frac{m\cdot \upsilon _{1}^{2}}{2}=\frac{m\cdot \upsilon _{2}^{2}}{2}+m\cdot g\cdot 2l,\text{ }\upsilon _{1}^{2}-\upsilon _{2}^{2}=4\cdot g\cdot l. \]
И второй закон Ньютона (учитывая формулу центростремительного ускорения)
\[ {{F}_{1}}-mg=m\cdot \frac{\upsilon _{1}^{2}}{l},\text{ }{{F}_{2}}+mg=m\cdot \frac{\upsilon _{2}^{2}}{l}, \]
Вычтем уравнения
\[ \begin{align}
& \left( {{F}_{1}}-mg \right)-\left( {{F}_{2}}+mg \right)=m\cdot \frac{\upsilon _{1}^{2}}{l}-m\cdot \frac{\upsilon _{2}^{2}}{l}, \\
& {{F}_{1}}-{{F}_{2}}-2mg=\frac{m}{l}\left( \upsilon _{1}^{2}-\upsilon _{2}^{2} \right)=4\cdot m\cdot g, \\
& {{F}_{1}}-{{F}_{2}}=6\cdot m\cdot g. \\
\end{align} \]
Вариант 1 – 24 Н
Вариант 2 – 30 Н
-
В12 Вариант 1. В электрической цепи, схема которой показана на рисунке, все элементы идеальные. Цепь состоит из источника постоянного тока с ЭДС E = 15 В, резистора сопротивлением R = 3,0 Ом и катушки индуктивностью L = 0,10 Гн. До замыкания ключа ток в цепи отсутствовал. Затем ключ K замкнули и через некоторое время разомкнули. В течение промежутка времени, когда ключ был замкнут, и в течение промежутка времени, когда ключ был разомкнут, в резисторе выделилось одинаковое количество теплоты. Если считать, что в конце второго промежутка времени ток в катушке отсутствовал, то за все время опыта в резисторе выделилось количество теплоты Q, равное … Дж.
Решение. После замыкания ключа сила тока через катушку начнет увеличиваться. Так как приборы идеальные, то сопротивления источника тока и катушки будут равны нулю. В этом случае разность потенциалов на клеммах катушки и клеммах источника тока (и равны между собой):
\[\varphi _{1} -\varphi _{2} =L\cdot \frac{\Delta I}{\Delta t} ,\; \; \varphi _{1} -\varphi _{2} =E.\]
Вот эта формула мне кажется "мутной". Откуда она. Что за ток? Общий ток, который проходит через катушку, или индукционный ток?
Если это индукционный ток, то чему равен общий ток, проходящий через катушку, нулю? Тогда возникает много вопросов, о которых можно поговорить позже.
Если это общий ток через катушку, то при чем здесь данная формула? Она ведь для самоиндукции.
-
Вот эта формула мне кажется "мутной". Откуда она. Что за ток? Общий ток, который проходит через катушку, или индукционный ток?
Если это индукционный ток, то чему равен общий ток, проходящий через катушку, нулю? Тогда возникает много вопросов, о которых можно поговорить позже.
Если это общий ток через катушку, то при чем здесь данная формула? Она ведь для самоиндукции.
1. В цитате две формулы, скорее всего речь идет о первой. Первое уравнение — это уравнение для разности потенциалов на катушке индуктивностью L. Получить ее можно из закона Ома для неоднородного участка цепи (с ЭДС самоиндукцией и нулевым активным сопротивлением), ток течет от точки 1 к точке 2:
2. В формуле рассматривается не ток, а изменение общего тока на участке с катушкой. Если бы не было катушки, то на проводе с нулевым сопротивлением ток бы сразу увеличился до бесконечности.
-
2. В формуле рассматривается не ток, а изменение общего тока на участке с катушкой. Если бы не было катушки, то на проводе с нулевым сопротивлением ток бы сразу увеличился до бесконечности.
То, что ток увеличился бы до бесконечности, понятно.
Изменение общего тока равно мгновенному значению тока, так как начальное значение тока равно нулю. Поэтому я не стал уточнять.
1. В цитате две формулы, скорее всего речь идет о первой. Первое уравнение — это уравнение для разности потенциалов на катушке индуктивностью L. Получить ее можно из закона Ома для неоднородного участка цепи (с ЭДС самоиндукцией и нулевым активным сопротивлением), ток течет от точки 1 к точке 2:
Да, речь идет о первой формуле, хотя обе формулы связаны.
На рисунке нет точек 1 и 2 (если я смотрел тот рисунок), но думаю, ток идет снизу вверх.
Но как получить эту "мутную", на мой взгляд, формулу (из закона Ома и т.д.)? Хватит ли здесь школьных знаний по физике?
-
Но как получить эту "мутную", на мой взгляд, формулу (из закона Ома и т.д.)? Хватит ли здесь школьных знаний по физике?
Я использовал закон Ома для неоднородного участка цепи - это не изучается в школьной программе. Надо подождать решение РИКЗ. Но в любом случае они отнесут задачу к 5 уровню, где можно использовать все, что применяют на олимпиадах.
-
Надо подождать решение РИКЗ. Но в любом случае они отнесут задачу к 5 уровню, где можно использовать все, что применяют на олимпиадах.
Оригинально авторы задач обошли эту "мутную формулу" (см. файл).
-
Надо подождать решение РИКЗ. Но в любом случае они отнесут задачу к 5 уровню, где можно использовать все, что применяют на олимпиадах.
Оригинально авторы задач обошли эту "мутную формулу" (см. файл).
Оказывается, все очень просто...
:)
-
Здесь решение (Вариант 1 (http://web-physics.ru/smf/index.php/topic,13059.msg47735.html#msg47735)), которое совпадает с решением РИКЗ. Но здесь рассматривается случай, когда тело надо полностью погрузить в воду и удерживать ее там. Минимальная сила тогда - это сила, при которой тело в момент полного погружения будет иметь ускорение равное нулю.
Но про удержание тела в условии не сказано.
Другие варианты.
Можно толкнуть тело так, что оно совершит колебательное движение. Тогда при минимальной силе полное погружение - это амплитудное положение тела. Здесь можно рассчитать, какую кинетическую энергию должен получить поплавок при этом. Но вопрос, как найти при этом силу удара?
Или это некоторая постоянная сила F (и это тоже не сказано в условии), при минимальном значении которой скорость тела при полном погружении станет равной нулю. Рассчитаем силу F в последнем случае. Пусть тело прямоугольной формы, площадь основания которой S, высота h.
А дальше см. рисунок с решением.