Протон массой $m$ и зарядом $q$ движется перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля $\vec{B}$ по окружности со скоростью $v$. Действием силы тяжести пренебречь. Установите…
- 1
Так как скорость протона перпендикулярна линиям магнитной индукции, модуль силы Лоренца равен:$$F=qvB$$
- 2
Эта сила является центростремительной и обеспечивает движение протона по окружности:$$qvB=\dfrac{mv^2}{r}$$
Ещё 2 шага — в полном решении
Температура холодильника идеального теплового двигателя, работающего по циклу Карно, равна $T_2$, а коэффициент полезного действия этого двигателя равен $\eta$. За цикл двигатель отдаёт холодильнику…
- 1
Для идеального двигателя, работающего по циклу Карно, КПД выражается через температуры нагревателя и холодильника:$$\eta=1-\frac{T_2}{T_1}$$
- 2
Выразим температуру нагревателя:$$T_1=\frac{T_2}{1-\eta}$$
Ещё 2 шага — в полном решении
Прямолинейный проводник длиной $L$, по которому протекает ток $I$, помещён в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции $\vec{B}$. На проводник действует сила Ампера, равная…
- 1
Сила Ампера для проводника в магнитном поле определяется формулой $F = BIL\sin\alpha$. Проводник перпендикулярен линиям индукции, поэтому $\alpha = 90^\circ$ и $\sin\alpha = 1$.$$F = BIL$$
- 2
При неизменных $B$ и $L$ сила Ампера прямо пропорциональна силе тока. При увеличении тока в 2 раза сила также увеличится в 2 раза.$$F_2 = 2F_1 = 2 \cdot 0{,}2 = 0{,}4\ \text{Н}$$
Какая из точек (1, 2, 3 или 4) является изображением точки $S$, создаваемым тонкой собирающей линзой с фокусным расстоянием $F$? См. рисунок.
- 1
Точка $S$ расположена дальше двойного фокусного расстояния от собирающей линзы.
- 2
Изображение предмета, находящегося за $2F$, получается действительным и расположено между $F$ и $2F$ по другую сторону линзы.
Ещё 1 шаг — в полном решении
Небольшой предмет расположен на главной оптической оси тонкой собирающей линзы между фокусным и двойным фокусным расстояниями от неё. Предмет начинают удалять от линзы. Как меняются при этом…
- 1
Для тонкой собирающей линзы выполняется формула:$$\dfrac{1}{f} = \dfrac{1}{d} + \dfrac{1}{F}$$
- 2
При удалении предмета расстояние $d$ увеличивается, поэтому величина $\dfrac{1}{d}$ уменьшается. Следовательно, $\dfrac{1}{F}$ увеличивается, а расстояние от линзы до изображения $F$ уменьшается.
Ещё 1 шаг — в полном решении
Протон массой $m$ и зарядом $q$ движется перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля $\vec{B}$ по окружности со скоростью $\upsilon$. Действием силы тяжести пренебречь. Установите…
- 1
Так как скорость протона перпендикулярна магнитному полю, на него действует сила Лоренца, равная по модулю центростремительной силе.$$F_{\text{Л}}=q\upsilon B$$
- 2
Модуль ускорения найдём по второму закону Ньютона.$$a=\dfrac{F_{\text{Л}}}{m}=\dfrac{q\upsilon B}{m}$$
Ещё 1 шаг — в полном решении
Отрицательно заряженный ион движется по окружности в однородном магнитном поле. Как изменятся ускорение иона и частота его обращения, если уменьшить его кинетическую энергию?
- 1
Кинетическая энергия частицы связана со скоростью формулой $E_k = \dfrac{mv^2}{2}$. Поэтому при уменьшении кинетической энергии скорость иона уменьшается.$$E_k = \dfrac{mv^2}{2}$$
- 2
В однородном магнитном поле ускорение иона определяется выражением $a = \dfrac{|q|vB}{m}$. При уменьшении скорости ускорение уменьшается.$$a = \dfrac{|q|vB}{m}$$
Ещё 1 шаг — в полном решении
На рисунке показана цепь постоянного тока, содержащая источник тока с ЭДС $\mathcal{E}$ и три резистора: $R_1$, $R_2$ и $R_3$. Как изменятся сила тока через резистор $R_1$ и суммарная тепловая…
- 1
При замкнутом ключе участок с резисторами $R_2$ и $R_3$ закорочен. Ток проходит через резистор $R_1$, поэтому общее сопротивление цепи равно $R_1$.
- 2
После размыкания ключа резисторы $R_2$ и $R_3$ оказываются соединёнными параллельно, а их эквивалентное сопротивление подключается последовательно с $R_1$. Общее сопротивление возрастает.
Ещё 2 шага — в полном решении
Исследуется электрическая цепь, собранная по схеме, представленной на рисунке. Определите формулы, которые можно использовать для расчётов показаний амперметра и вольтметра. Измерительные приборы…
- 1
Амперметр идеален и включён последовательно с внешними сопротивлениями $R$ и $R_p$, поэтому сила тока в полной цепи равна:$$I=\dfrac{\mathcal{E}}{R+R_p+r}$$
- 2
Вольтметр идеален и подключён к зажимам источника, то есть измеряет напряжение на внешней цепи $R+R_p$:$$U=I(R+R_p)=\dfrac{\mathcal{E}(R+R_p)}{R+R_p+r}$$
Ещё 1 шаг — в полном решении
При настройке колебательного контура радиопередатчика уменьшают электроёмкость его конденсатора. Как при этом изменяются период колебаний силы тока в контуре и длина волны излучения радиопередатчика?
- 1
Период собственных электромагнитных колебаний в контуре определяется формулой:$$T = 2\pi\sqrt{LC}$$
- 2
При уменьшении электроёмкости $C$ при неизменной индуктивности $L$ период колебаний $T$ уменьшается.
Ещё 2 шага — в полном решении
К концам отрезка медного провода приложено напряжение $U$. Провод заменили отрезком провода такого же поперечного сечения и такой же длины, изготовленного из материала с большим удельным…
- 1
Сопротивление провода определяется формулой $R = \rho\dfrac{l}{S}$. Длина $l$ и площадь поперечного сечения $S$ не изменились, а удельное сопротивление $\rho$ увеличилось.$$R_2 > R_1$$
- 2
При постоянном напряжении тепловая мощность выделения определяется формулой $P = \dfrac{U^2}{R}$. Поэтому с увеличением сопротивления мощность уменьшается.$$P_2 = \dfrac{U^2}{R_2} < \dfrac{U^2}{R_1} = P_1$$
В однородном магнитном поле между полюсами постоянного магнита под действием силы Лоренца движется по окружности $\alpha$-частица. Как изменятся модуль силы Лоренца и частота обращения частицы, если…
- 1
Для движения по окружности радиуса $r$ скорость частицы определяется из условия $r = \dfrac{mv}{|q|B}$.
- 2
У $\alpha$-частицы $|q_\alpha| = 2e$ и $m_\alpha \approx 4m_p$. При одинаковом радиусе скорость протона вдвое больше: $v_p = 2v_\alpha$.
Ещё 2 шага — в полном решении
На рисунке показаны сечения двух параллельных длинных прямых проводников и направления токов в них. Сила тока $I_1$ в первом проводнике больше силы тока $I_2$ во втором. Куда направлен относительно…
- 1
Направление магнитного поля каждого прямого проводника определяем по правилу правой руки.
- 2
Расстояния от точки $A$ до обоих проводников одинаковы. Поэтому величины магнитных индукций пропорциональны силам токов: $B \sim I$.
Ещё 1 шаг — в полном решении
Температура нагревателя идеального теплового двигателя, работающего по циклу Карно, равна $T_1$, а коэффициент полезного действия этого двигателя равен $\eta$. За цикл рабочее тело двигателя…
- 1
КПД идеального двигателя, работающего по циклу Карно, выражается через температуры нагревателя и холодильника:$$\eta=1-\frac{T_2}{T_1}$$
- 2
Выразим температуру холодильника:$$T_2=T_1(1-\eta)$$
Ещё 2 шага — в полном решении
Идеальный колебательный контур состоит из конденсатора и катушки индуктивностью $L$. Напряжение на пластинах конденсатора изменяется во времени в соответствии с формулой $u(t)=U_0\sin\omega t$…
- 1
Из напряжения на конденсаторе найдём заряд: $q(t)=Cu(t)=CU_0\sin\omega t$. Сила тока равна производной заряда по времени.$$i(t)=\frac{dq}{dt}=CU_0\omega\cos\omega t$$
- 2
Используем формулу Томсона $\omega^2=\frac{1}{LC}$, откуда $C\omega=\frac{1}{\omega L}$.$$i(t)=\frac{U_0}{\omega L}\cos\omega t$$
Ещё 1 шаг — в полном решении
Две частицы с отношением масс $\dfrac{m_2}{m_1}=4$ движутся в однородных магнитных полях, перпендикулярных их скоростям: первая — в поле с индукцией $\vec{B}_1$; вторая — в поле с индукцией…
- 1
При движении заряженной частицы по окружности в магнитном поле период можно выразить через массу, импульс и радиус траектории:$$T=\frac{2\pi mR}{p}$$
- 2
Так как импульсы частиц одинаковы, отношение периодов равно произведению отношений масс и радиусов:$$\frac{T_2}{T_1}=\frac{m_2R_2}{m_1R_1}$$
Ещё 1 шаг — в полном решении
Установите соответствие между формулами для расчёта физических величин в цепях постоянного тока и названиями этих величин. В формулах использованы обозначения: $R$ — сопротивление резистора; $P$…
- 1
Сравним формулу в позиции А с формулой мощности тока на резисторе:$$P = \dfrac{U^2}{R}$$
- 2
Следовательно, позиции А соответствует величина «мощность тока в резисторе» — 1.
Ещё 2 шага — в полном решении
Неразветвлённая электрическая цепь состоит из источника постоянного напряжения и проволочного резистора. Резистор заменили на другой, с проволокой из того же металла и того же поперечного сечения…
- 1
Сопротивление проволоки определяется формулой $R = \rho \dfrac{l}{S}$. Материал и площадь поперечного сечения не изменились, а длина уменьшилась в два раза.$$R_2 = \dfrac{R_1}{2}$$
- 2
Напряжение источника постоянно, поэтому по закону Ома сила тока обратно пропорциональна сопротивлению.$$I = \dfrac{U}{R}, \quad I_2 = 2I_1$$
Ещё 1 шаг — в полном решении
Два резистора с сопротивлениями $R_1$ и $R_2$ подключены к источнику тока с внутренним сопротивлением $r$ (см. рисунок). Напряжение на втором резисторе равно $U_2$. Чему равны напряжение на первом…
- 1
Резисторы и внутреннее сопротивление источника соединены последовательно, поэтому сила тока во всех элементах цепи одинакова.$$I = \text{const}$$
- 2
По напряжению на втором резисторе найдём силу тока в цепи.$$I = \dfrac{U_2}{R_2}$$
Ещё 2 шага — в полном решении
Как направлена относительно рисунка сила Ампера, действующая на проводник 1 со стороны проводника 2, если проводники тонкие, длинные, прямые, параллельны друг другу? $I$ — сила тока.
- 1
По рисунку токи в проводниках 1 и 2 направлены одинаково — влево.
- 2
Параллельные проводники с токами, текущими в одном направлении, притягиваются.
Ещё 1 шаг — в полном решении