Электродинамика

Электрическая цепь состоит из источника тока и реостата. ЭДС источника $\xi=6$ В. Сопротивление реостата можно изменять в пределах от 1 Ом до 5 Ом. При этом максимальная мощность тока, выделяемая на реостате, равна 4,5 Вт. Чему равно внутреннее сопротивление источника тока?

В цепи, изображённой на рисунке, сопротивление диодов в прямом направлении пренебрежимо мало, а в обратном многократно превышает сопротивление резисторов. При подключении к точке А положительного, а к точке В отрицательного полюса батареи с ЭДС 12 В и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением, потребляемая мощность равна 7,2Вт. При изменении полярности подключения батареи потребляемая мощность оказалось равной 14,4 Вт. Укажите условия протекания тока через диоды и резисторы в обоих случаях и определите сопротивление резисторов в этой цепи.

Электрическая цепь состоит из источника тока с конечным внутренним сопротивлением и реостата. Сопротивление реостата можно изменять в пределах от 1 Ом до 5 Ом. Максимальная мощность тока Pmax выделяющаяся на реостате, равна 4,5 Вт и достигается при сопротивлении реостата R=2 Ом. Какова ЭДС источника?

В цепи, изображённой на рисунке, сопротивление диода в прямом направлении пренебрежимо мало, а в обратном — многократно превышает сопротивление резисторов. При подключении к точке A положительного полюса, а к точке B отрицательного полюса батареи с ЭДС 12 В и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением потребляемая в цепи мощность равна 4,8 Вт. При изменении полярности подключения батареи потребляемая в цепи мощность становится равной 7,2 Вт. Укажите как течёт ток через диоды и резисторы в обоих случаях, и определите сопротивление резисторов $R_1$ и $R_2$.

К изолированному заряженному конденсатору с электроёмкостью C=1 нФ и зарядом q=12 нКл параллельно подключили незаряженный конденсатор электроёмкостью 2C. Найдите установившееся напряжение на первом конденсаторе.

Реостат R подключён к источнику постоянного тока ЭДС $\xi$ и внутренним сопротивлением r (см.рис.). Зависимость силы тока в цепи от сопротивления реостата представлена на графике. Определите тепловую мощность, выделяемую на внутреннем сопротивлении источника при R=4 Ом.

Протон влетает в электрическое поле конденсатора параллельно его пластинам в точке, находящейся посередине между его пластинами (см. рис.).

Минимальная скорость $v$ с которой протон должен влететь в конденсатор, чтобы затем вылететь из него, равна 350 км/с. Длина пластин конденсатора 5 см, расстояние между пластинами 1 см. Какова напряженность электрического поля конденсатора? Поле внутри конденсатора считать однородным, силой тяжести пренебречь.

Протон влетает в электрическое поле конденсатора параллельно его пластинам в точке, находящейся посередине между его пластинами (см. рис.).

Минимальная скорость $υ$, с которой протон должен влететь в конденсатор, чтобы затем вылететь из него, равна 350 км/с. Длина пластин конденсатора 5 см, напряженность электрического поля конденсатора 5200 В/м. Каково расстояние между пластинами конденсатора? Поле внутри конденсатора считать однородным, силой тяжести пренебречь.

Плоский воздушный конденсатор емкостью 10 нФ подключили к источнику постоянного напряжения 10 В и зарядили, а затем отключили от источника. После этого расстояние между обкладками конденсатора уменьшили на 40%. Как и на сколько при этом изменилась энергия электрического поля конденсатора?

Плоский воздушный вертикальный конденсатор подключен к источнику с постоянным напряжением. Не отключая конденсатор от источника его погружают в жидкий диэлектрик с диэлектрической проницаемостью $\varepsilon=4$ при этом диэлектрик заполняет 1/3 объема конденсатора. Во сколько раз изменилась энергия электрического поля конденсатора после погружения его в жидкий диэлектрик?

Электрон влетает в плоский конденсатор со скоростью $\vec v_0$ ($v_0 \ll c$) параллельно пластинам (см. рис.), расстояние между которыми $d$. На какой угол отклонится при вылете из конденсатора вектор скорости электрона от первоначального направления, если конденсатор заряжен до разности потенциалов $\Delta \varphi$? Длина пластин $L$ ($L \gg d$). Действием на электрон силы тяжести пренебречь.

Напряженность электрического поля плоского конденсатора (см.рис.) равна 24 кВ/⁠м. Внутреннее сопротивление источника $r=10$ Ом, ЭДС $\xi=30$ В, сопротивления резисторов $R_1 = 20$ Ом, $R_2 = 40$ Ом. Найдите расстояние между пластинами конденсатора.

В электрической цепи, схема которой изображена на рисунке, конденсатор C изначально не заряжен. Ключ К переводят в положение 1. Затем, спустя очень большое время, переключают его в положение 2, и снова ждут в течение достаточно большого промежутка времени. В результате перевода ключа в положение 2 энергия конденсатора увеличивается в $n=9$ раз. Найдите сопротивление резистора $R_2$, если $R_1 = 10$ Ом.

На шероховатой плоскости, наклоненной под углом $\alpha = 30^\circ$ к горизонту, находится однородный цилиндрический проводник массой $m=100$ г и длиной $l=57.7$ см (см. рис.). По проводнику пропускают ток в направлении «от нас», за плоскость рисунка, и вся система находится в однородном магнитном поле с индукцией $B=1$ Тл, направленной вертикально вниз. При какой силе тока I цилиндр будет оставаться на месте, не скатываясь с плоскости и не накатываясь на нее?

Квадратная проводящая рамка со стороной l  =  50 см и массой m  =  400 г лежит на наклонной плоскости с углом наклона к горизонту, равным $\alpha$. Нижняя горизонтальная сторона рамки шарнирно прикреплена к плоскости так, что рамка может без трения поворачиваться вокруг оси О, проходящей через эту сторону (см. рис., вид сбоку). Система находится в однородном горизонтальном магнитном поле с индукцией В  =  1 Тл, направленной перпендикулярно оси О. Ток какой силой I и в каком направлении надо пропускать по рамке, чтобы она начала приподниматься над плоскостью, поворачиваясь вокруг оси O?

Чему равна сила Ампера, действующая на стальной прямой проводник с током длиной 10 см и площадью поперечного сечения $2\cdot10^{−2} \,\text{мм}^2$, если напряжение на нем 2,4 В, а модуль вектора магнитной индукции 1 Тл? Вектор магнитной индукции перпендикулярен проводнику. Удельное сопротивление стали 0,12 $\text{Ом}\cdot\text{мм}^2/⁠\text{м}$.

На рисунке приведен график зависимости модуля индукции B магнитного поля от времени t. В это поле перпендикулярно линиям магнитной индукции помещен проводящий прямоугольный контур сопротивлением R=50 мОм. Найдите площадь контура, если за все время в контуре выделилось 1,5 мДж теплоты.

В цепи, схема которой изображена на рисунке, ключ К в некоторый момент замыкают. На сколько после этого изменится заряд q конденсатора C емкостью 10 мкФ? ЭДС источника с малым внутренним сопротивлением равна $\xi = 5$ В, сопротивление резистора R  =  4 Ом, сопротивление катушки индуктивности r  =  1 Ом, сопротивлением проводов можно пренебречь.

В электрической цепи, показанной на рисунке, ЭДС источника тока равна 12 В, емкость конденсатора 2 мФ, индуктивность катушки 5 мГн, сопротивление лампы 5 Ом и сопротивление резистора 3 Ом.

В начальный момент времени ключ К замкнут. Какая энергия выделится в лампе после размыкания ключа? Внутренним сопротивлением источника тока, и проводов пренебречь.

В электрической цепи, показанной на рисунке, ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока соответственно равны 3 В и 0,5 Ом, емкость конденсатора 2 мФ, индуктивность катушки 2 мГн. В начальный момент времени ключ К замкнут. Какая энергия выделится в лампе после размыкания ключа? Сопротивлением катушки и проводов пренебречь.

На двух вертикальных легких проводах длиной l каждый подвешен в горизонтальном положении массивный проводящий стержень длиной L. Верхние концы проводов присоединены к обкладкам конденсатора емкостью С. Система находится в вертикальном однородном магнитном поле с индукцией В (см. рис.). Стержень отклоняют от положения равновесия параллельно самому себе на небольшое расстояние $x_0$ и отпускают с нулевой начальной скоростью. Найдите зависимость от времени t заряда q конденсатора, считая, что в начальный момент, при $t=0$, конденсатор был не заряжен. Трением, сопротивлением всех проводников и контактов между ними, а также силами взаимодействия токов в проводниках с магнитным полем пренебречь.

В однородном магнитном поле с индукцией B, направленной вертикально вниз, равномерно вращается в горизонтальной плоскости против часовой стрелки положительно заряженный шарик массой m, подвешенный на нити длиной l (конический маятник). Угол отклонения нити от вертикали равен $\alpha$ скорость движения шарика равна υ. Найдите заряд шарика q.

Изначально покоящаяся частица проходит в электрическом поле от одной точки до другой, напряжение между ними составляет $U=5$ кВ. После она попадает в магнитное поле перпендикулярно вектору магнитной индукции, его модуль $B=2$ Тл. Радиус траектории частицы в поле равен $R=0.25$ м. Найти отношение массы частицы к ее электрическому заряду $\frac{m}{q}$.

В точке А в область действия поля $\vec{B}$ влетает частица в направлении, показанном на рисунке, а вылетает в точке С. Отношение массы к заряду частицы $\frac{m}{q}=1.02\cdot10^{-8}$ кг/Кл. Скорость частицы в точке А равна $6\cdot10^5$ м/с, индукция магнитного поля B=0,02 Тл. Найдите расстояние d между точками А и С и выразите в сантиметрах.

На непроводящей горизонтальной поверхности стола лежит проводящая жесткая рамка массой m из однородной тонкой проволоки, согнутая в виде квадрата ACDE со стороной a (см. рисунок). Рамка находится в однородном горизонтальном магнитном поле, вектор индукции $\vec{B}$ которого перпендикулярен сторонам АЕ и CD и равен по модулю В. По рамке против часовой стрелки протекает ток I. При каком значении массы рамки она начнет поворачиваться вокруг стороны CD?

Две частицы, имеющие отношение зарядов $\frac{q_1}{q_2}=2$ влетели в однородное магнитное поле перпендикулярно его линиям индукции и движутся по окружностям. Определите отношение масс $\frac{m_1}{m_2}$ этих частиц, если отношение периодов обращения этих частиц $\frac{T_1}{T_2}=0,5$.

В вакууме в однородное горизонтальное электрическое поле с напряженностью E=1000 кВ/м помещают неподвижную капельку массой m=0,4 г и зарядом q=3 нКл. Определите скорость капельки через t=0,2 с. Сделайте рисунок, на котором укажите силы, действующие на капельку.

Реостат R подключён к источнику постоянного тока ЭДС $\xi$ и внутренним сопротивлением r (см. рис.). Зависимость силы тока в цепи от сопротивления реостата представлена на графике. Определите тепловую мощность, выделяемую на внутреннем сопротивлении источника при R=4 Ом.

Незаряженный конденсатор с емкостью C=0,1 мкФ подключают к источнику тока по схеме, показанной на рисунке. Сопротивление резистора R=500 Ом, сопротивлением проводов и внутренним сопротивлением источника можно пренебречь. После замыкания ключа К на резисторе выделяется тепло равное 7,2 мкДж. Чему равно ЭДС источника?

В однородном электрическом поле с напряженностью E=18 В/⁠м находятся два точечных заряда: Q=−1 нКл и q=+5 нКл с массами M=5 г и m=10 г соответственно (см. рисунок). На каком расстоянии d друг от друга находятся заряды, если их ускорения совпадают по величине и направлению? Сделайте рисунок с указанием всех сил, действующих на заряды. Силой тяжести пренебречь.