Un elettrone che è volato nello spazio tra i poli di un elettromagnete ha Un campo magnetico

Per questa attività puoi ottenere 1 punto all'esame nel 2020

Il compito 13 dell'USE in fisica è dedicato a tutti i processi in cui sono coinvolti i campi elettrici e magnetici. Questa è una delle domande più estese in termini di numero di argomenti di formazione trattati. Lo studente potrà quindi imbattersi nell'argomento "Legge di Coulomb, intensità e potenziale del campo elettrico", e troverà la differenza di potenziale tra i punti del campo, la forza di interazione tra i corpi o la tensione applicata ai capi del conduttore.

L'argomento del compito 13 dell'esame di fisica può riguardare anche il flusso magnetico e implicare il calcolo del modulo del vettore di induzione campo magnetico o la sua direzione. Alcune delle domande sono dedicate al calcolo della forza di Ampère e della forza di Lorentz.

Il compito numero 13 dell'esame di fisica implica una breve risposta alla tua domanda. Allo stesso tempo, alcune opzioni richiedono la registrazione del valore numerico del valore (con arrotondamento alle frazioni desiderate, se la risposta è decimale), e nella parte lo studente dovrà scegliere tra le quattro risposte proposte quella che ritiene corretta. Poiché il tempo per superare l'intera prova è limitato a un certo numero di minuti, non vale la pena soffermarsi a lungo sulla tredicesima domanda. Se causa difficoltà, è meglio lasciarlo alla fine del tempo dell'esame.

Ricordiamo il materiale teorico sull'argomento " Magnetico campo permanente magneti". Per fare questo siete invitati a rispondere... con una piccola calamita. A. linee di forza magnetico campi permanente magnete"venendo fuori da Polo Sud e "entra...

Soluzione. Il tempo di discesa è .

Risposta corretta: 4.

A2. Due corpi si muovono in un sistema di riferimento inerziale. Il primo corpo di massa m forza F segnala l'accelerazione un. Qual è la massa del secondo corpo se metà della forza gli ha dato 4 volte l'accelerazione?

Soluzione. La massa può essere calcolata utilizzando la formula . Due volte meno forza impartisce 4 volte più accelerazione a un corpo con massa.

Risposta corretta: 2.

A3. In quale fase del volo si osserverà l'assenza di gravità in un veicolo spaziale che diventa un satellite della Terra in orbita?

Soluzione. L'assenza di gravità si osserva in assenza di tutte le forze esterne, ad eccezione di quelle gravitazionali. In tali condizioni c'è navicella spaziale durante il volo orbitale a motore spento.

Risposta corretta: 3.

A4. Due palle di massa m e 2 m muovendosi a velocità pari a 2 v e v. La prima palla si muove dopo la seconda e, dopo averla raggiunta, vi si attacca. Qual è la quantità di moto totale delle palle dopo l'impatto?

Soluzione. Secondo la legge di conservazione, la quantità di moto totale delle sfere dopo l'urto è uguale alla somma della quantità di moto delle sfere prima dell'urto: .

Risposta corretta: 4.

A5. Quattro fogli uguali di compensato l ciascuno collegato in una pila galleggia nell'acqua in modo che il livello dell'acqua corrisponda al confine tra i due fogli intermedi. Se alla risma viene aggiunto un altro foglio dello stesso tipo, la profondità di inserimento della risma di fogli aumenterà di

Soluzione. La profondità di immersione è la metà dell'altezza della risma: per quattro fogli - 2 l, per cinque fogli - 2.5 l. La profondità di immersione aumenterà di .

Risposta corretta: 3.

A6. La figura mostra un grafico della variazione nel tempo dell'energia cinetica di un bambino che oscilla su un'altalena. Al momento corrispondente al punto UN sul grafico, la sua energia potenziale, contata dalla posizione di equilibrio dell'oscillazione, è uguale a

Soluzione.È noto che nella posizione di equilibrio si osserva la massima energia cinetica e la differenza di energie potenziali in due stati è uguale in valore assoluto alla differenza di energie cinetiche. Si può vedere dal grafico che l'energia cinetica massima è 160 J, e per il punto MAè uguale a 120 J. Pertanto, l'energia potenziale, contata dalla posizione di equilibrio dell'oscillazione, è uguale a.

Risposta corretta: 1.

A7. Due punti materiali si muovono lungo cerchi con raggi e con le stesse velocità assolute. I loro periodi di rivoluzione nei circoli sono legati dalla relazione

Soluzione. Il periodo di rivoluzione attorno al cerchio è . Perché poi .

Risposta corretta: 4.

A8. Nei liquidi, le particelle oscillano attorno alla loro posizione di equilibrio, scontrandosi con le particelle vicine. Di tanto in tanto la particella fa un "salto" in un'altra posizione di equilibrio. Quale proprietà dei liquidi può essere spiegata da questa natura del movimento delle particelle?

Soluzione. Questa natura del movimento delle particelle fluide spiega la sua fluidità.

Risposta corretta: 2.

A9. Il ghiaccio a una temperatura di 0 °C è stato portato in una stanza calda. La temperatura del ghiaccio prima che si sciolga

Soluzione. La temperatura del ghiaccio prima che si sciolga non cambierà, poiché tutta l'energia ricevuta dal ghiaccio in questo momento viene spesa per la distruzione del reticolo cristallino.

Risposta corretta: 1.

A10. A quale umidità è più facile per una persona sopportare la temperatura dell'aria elevata e perché?

Soluzione.È più facile per una persona tollerare una temperatura dell'aria elevata a bassa umidità, poiché il sudore evapora rapidamente.

Risposta corretta: 1.

A11. La temperatura corporea assoluta è 300 K. Sulla scala Celsius, lo è

Soluzione. Sulla scala Celsius, è .

Risposta corretta: 2.

A12. La figura mostra un grafico della dipendenza del volume di un gas monoatomico ideale dalla pressione nel processo 1–2. In questo caso, l'energia interna del gas è aumentata di 300 kJ. La quantità di calore impartita al gas in questo processo è

Soluzione. L'efficienza di un motore termico realizzato da esso lavoro utile e la quantità di calore ricevuta dal riscaldatore sono correlate dall'equazione , da cui .

Risposta corretta: 2.

A14. Due sfere luminose identiche, le cui cariche sono uguali nel modulo, sono sospese su fili di seta. La carica di una delle palline è indicata nelle figure. Quale(i) immagine(i) corrispondono(i) alla situazione in cui la carica della seconda palla è negativa?

Soluzione. La carica indicata della palla è negativa. Le accuse con lo stesso nome si respingono. La repulsione è osservata nella figura UN.

Risposta corretta: 1.

A15. La particella α si muove in un campo elettrostatico uniforme da un punto UN Esattamente B lungo le traiettorie I, II, III (vedi Fig.). Il lavoro delle forze del campo elettrostatico

Soluzione. Il campo elettrostatico è potenziale. In esso, il lavoro per spostare la carica non dipende dalla traiettoria, ma dipende dalla posizione dei punti di inizio e di fine. Per le traiettorie disegnate, i punti di inizio e fine coincidono, il che significa che il lavoro delle forze del campo elettrostatico è lo stesso.

Risposta corretta: 4.

A16. La figura mostra un grafico della dipendenza della corrente nel conduttore dalla tensione ai suoi capi. Qual è la resistenza del conduttore?

Soluzione. A soluzione acquosa la corrente salina è creata solo dagli ioni.

Risposta corretta: 1.

A18. L'elettrone, fatto volare nello spazio tra i poli di un elettromagnete, ha una velocità diretta orizzontalmente, perpendicolare al vettore di induzione del campo magnetico (vedi Fig.). Dove è diretta la forza di Lorentz che agisce sull'elettrone?

Soluzione. Usiamo la regola della "mano sinistra": puntiamo quattro dita della mano nella direzione del movimento dell'elettrone (lontano da noi) e ruotiamo il palmo in modo che le linee del campo magnetico vi entrino (a sinistra). Quindi il pollice sporgente mostrerà la direzione forza operativa(punterà verso il basso) se la particella fosse caricata positivamente. La carica dell'elettrone è negativa, il che significa che la forza di Lorentz sarà diretta nella direzione opposta: verticalmente verso l'alto.

Risposta corretta: 2.

A19. La figura mostra una dimostrazione dell'esperienza di verifica della regola di Lenz. L'esperimento viene eseguito con un anello solido e non tagliato, perché

Soluzione. L'esperimento viene eseguito con un anello solido, perché una corrente di induzione si verifica in un anello solido, ma non in uno tagliato.

Risposta corretta: 3.

A20. La decomposizione della luce bianca in uno spettro quando passa attraverso un prisma è dovuta a:

Soluzione. Usando la formula per l'obiettivo, determiniamo la posizione dell'immagine dell'oggetto:

Se il piano del film è posizionato a questa distanza, si otterrà un'immagine nitida. Si può notare che 50 mm

Risposta corretta: 3.

A22. La velocità della luce in tutti i sistemi di riferimento inerziali

Soluzione. Secondo il postulato della teoria della relatività speciale, la velocità della luce in tutti i sistemi di riferimento inerziali è la stessa e non dipende né dalla velocità del ricevitore di luce né dalla velocità della sorgente luminosa.

Risposta corretta: 1.

A23. La radiazione beta lo è

Soluzione. La radiazione beta è un flusso di elettroni.

Risposta corretta: 3.

A24. La reazione di fusione termonucleare procede con il rilascio di energia, mentre:

R. La somma delle cariche delle particelle - i prodotti della reazione - è esattamente uguale alla somma delle cariche dei nuclei originari.

B. La somma delle masse delle particelle - prodotti di reazione - è esattamente uguale alla somma delle masse dei nuclei originari.

Le affermazioni di cui sopra sono vere?

Soluzione. L'addebito è sempre memorizzato. Poiché la reazione procede con il rilascio di energia, la massa totale dei prodotti di reazione è inferiore alla massa totale dei nuclei iniziali. Solo A è vero.

Risposta corretta: 1.

A25. Una massa di 10 kg viene applicata a una parete verticale mobile. Il coefficiente di attrito tra il carico e la parete è 0,4. Con quale accelerazione minima la parete deve essere spostata a sinistra in modo che il carico non scivoli verso il basso?

Soluzione. Affinché il carico non scivoli verso il basso, è necessario che la forza di attrito tra il carico e la parete bilanci la forza di gravità: . Per un carico stazionario rispetto alla parete, la relazione è vera, dove μ è il coefficiente di attrito, Nè la forza di reazione del supporto, che, secondo la seconda legge di Newton, è correlata all'accelerazione del muro dall'uguaglianza . Di conseguenza, otteniamo:

Risposta corretta: 3.

A26. Una palla di plastilina del peso di 0,1 kg vola orizzontalmente a una velocità di 1 m/s (vedi Fig.). Colpisce un carrello fisso con una massa di 0,1 kg, attaccato a una molla leggera, e si attacca al carrello. Qual è la massima energia cinetica del sistema durante le sue ulteriori oscillazioni? Ignora l'attrito. L'impatto è considerato istantaneo.

Soluzione. Secondo la legge di conservazione della quantità di moto, la velocità di un carrello con una palla di plastilina appiccicosa è

Risposta corretta: 4.

A27. Gli sperimentatori pompano aria in un recipiente di vetro mentre contemporaneamente lo raffreddano. Allo stesso tempo, la temperatura dell'aria nella nave è diminuita di 2 volte e la sua pressione è aumentata di 3 volte. Di quanto è aumentata la massa d'aria nella nave?

Soluzione. Usando l'equazione di Mendeleev-Clapeyron, puoi calcolare la massa d'aria in una nave:

.

Se la temperatura è diminuita di 2 volte e la sua pressione è aumentata di 3 volte, la massa d'aria è aumentata di 6 volte.

Risposta corretta: 3.

A28. Un reostato è stato collegato a una sorgente di corrente con una resistenza interna di 0,5 ohm. La figura mostra un grafico della dipendenza della corrente nel reostato dalla sua resistenza. Qual è l'EMF della sorgente attuale?

Soluzione. Secondo la legge di Ohm per un circuito completo:

.

Con resistenza esterna uguale a zero, l'EMF della sorgente di corrente si trova dalla formula:

Risposta corretta: 2.

A29. Un condensatore, un induttore e un resistore sono collegati in serie. Se, a frequenza e ampiezza costanti della tensione alle estremità del circuito, la capacità del condensatore viene aumentata da 0 a , l'ampiezza della corrente nel circuito sarà

Soluzione. La resistenza del circuito alla corrente alternata è . L'ampiezza della corrente nel circuito è

.

Questa dipendenza come funzione DA sull'intervallo ha un massimo a . L'ampiezza della corrente nel circuito aumenterà prima, quindi diminuirà.

Risposta corretta: 3.

A30. Quanti decadimenti α e β dovrebbero verificarsi durante il decadimento radioattivo del nucleo di uranio e la sua trasformazione finale in un nucleo di piombo?

Soluzione. Durante il decadimento α, la massa del nucleo diminuisce di 4 amu. e.m., e durante il decadimento β, la massa non cambia. In una serie di decadimenti, la massa del nucleo è diminuita di 238 - 198 = 40 UA. em Per una tale diminuzione di massa, sono necessari 10 α-decadimenti. Durante il decadimento α, la carica nucleare diminuisce di 2 e durante il decadimento β aumenta di 1. In una serie di decadimenti, la carica nucleare è diminuita di 10. Per tale diminuzione della carica, oltre a 10 decadimenti α , sono richiesti 10 β-decadimenti.

Risposta corretta: 1.

parte B

IN 1. Un piccolo sasso lanciato da una superficie piana orizzontale della terra ad angolo rispetto all'orizzonte è ricaduto a terra dopo 2 s a 20 m dal luogo del lancio. Qual è la velocità minima della pietra durante il volo?

Soluzione. In 2 s la pietra ha percorso 20 m orizzontalmente, quindi la componente della sua velocità diretta lungo l'orizzonte è di 10 m/s. La velocità della pietra è minima nel punto più alto del volo. Nel punto più alto, la velocità totale è la stessa di vista in pianta e, quindi, è pari a 10 m/s.

IN 2. Per determinare il calore specifico di fusione del ghiaccio, pezzi di ghiaccio fondente sono stati gettati in un recipiente con acqua agitando continuamente. Inizialmente, il recipiente conteneva 300 g di acqua ad una temperatura di 20 °C. Quando il ghiaccio ha smesso di sciogliersi, la massa d'acqua è aumentata di 84 g Determinare il calore specifico del ghiaccio che si scioglie dai dati sperimentali. Esprimi la tua risposta in kJ/kg. Ignora la capacità termica della nave.

Soluzione. L'acqua emanava calore. Questa quantità di calore è stata utilizzata per sciogliere 84 g di ghiaccio. Il calore specifico di scioglimento del ghiaccio è uguale a .

Risposta: 300.

ALLE 3. Nel trattamento con doccia elettrostatica, agli elettrodi viene applicata una differenza di potenziale. Quale carica passa tra gli elettrodi durante la procedura, se si sa che il campo elettrico funziona pari a 1800 J? Esprimi la tua risposta in mC.

Soluzione. Il lavoro del campo elettrico per spostare la carica è . Come puoi esprimere l'addebito?

.

AT 4. Reticolo di diffrazione con un punto è parallelo allo schermo a una distanza di 1,8 m da esso. Quale ordine di grandezza del massimo nello spettro sarà osservato sullo schermo a una distanza di 21 cm dal centro del pattern di diffrazione quando il reticolo è illuminato da un raggio di luce parallelo normalmente incidente con una lunghezza d'onda di 580 nm? Contare .

Soluzione. L'angolo di deflessione è correlato alla costante del reticolo e alla lunghezza d'onda della luce dall'uguaglianza. La deviazione sullo schermo è . Pertanto, l'ordine del massimo nello spettro è

parte C

C1. La massa di Marte è 0,1 della massa della Terra, il diametro di Marte è la metà di quello della Terra. Qual è il rapporto tra i periodi di rivoluzione dei satelliti artificiali di Marte e il movimento Terra in orbite circolari a bassa quota?

Soluzione. Il periodo di rivoluzione di un satellite artificiale che si muove attorno al pianeta in un'orbita circolare a bassa quota è uguale a

dove D- il diametro del pianeta, v- la velocità del satellite, che è correlata al rapporto di accelerazione centripeta.

364. La figura mostra una bobina di filo attraverso la quale scorre una corrente elettrica nella direzione indicata dalla freccia. La bobina si trova nel piano del disegno. Al centro della bobina è diretto il vettore di induzione del campo magnetico corrente

365. Due sottili conduttori diritti paralleli tra loro portano correnti uguali. io(Guarda l'immagine). Qual è la direzione del campo magnetico che creano nel punto C?

366. Cosa bisogna fare per cambiare i poli del campo magnetico di una bobina con la corrente?

1) ridurre l'intensità della corrente 2) cambiare la direzione della corrente nella bobina

3) spegnere la sorgente di corrente 4) aumentare la corrente

367.

368. Ad un ago magnetico (il polo nord è ombreggiato, vedi figura), che può essere ruotato attorno ad un asse verticale, perpendicolare al piano disegno, ha portato una barra magnetica permanente. Mentre la freccia

369. Con quale forza agisce un campo magnetico uniforme con un'induzione di 2,5 T su un conduttore lungo 50 cm, situato ad un angolo di 30 ° rispetto al vettore di induzione, con una forza di corrente nel conduttore di 0,5 A:

1) 31.25 N; 2) 54,38 N; 3) 0,55 N; 4) 0,3125 N?

371. Un circuito elettrico costituito da quattro conduttori orizzontali rettilinei (1 - 2, 2 - 3, 3 - 4, 4 - 1) e una sorgente di corrente costante si trova in un campo magnetico uniforme, il cui vettore di induzione magnetica è diretto orizzontalmente a destra (vedi figura, vista sopra). Dove è diretta la forza Ampere causata da questo campo, che agisce sul conduttore 1 - 2?

372. Qual è la direzione della forza Ampere agente sul conduttore n. 1 dagli altri due (vedi figura), se tutti i conduttori sono sottili, giacciono sullo stesso piano, paralleli tra loro e le distanze tra conduttori adiacenti sono le stesse? (I - forza attuale.)

373. Una sezione di un conduttore lungo 10 cm è in un campo magnetico con un'induzione di 50 mT. La forza Ampere quando si sposta il conduttore di 8 cm nella direzione della sua azione fa il lavoro di 0,004 J. Qual è la forza della corrente che scorre attraverso il conduttore? Il conduttore si trova perpendicolare alle linee di induzione magnetica.

375. Un elettrone e e un protone p volano in un campo magnetico uniforme perpendicolare al vettore di induzione magnetica con velocità rispettivamente 2v e v. Il rapporto tra il modulo della forza che agisce sull'elettrone dal campo magnetico e il modulo della forza che agisce sul protone in questo momento è uguale a

377. L'elettrone e-, che vola nello spazio tra i poli dell'elettromagnete, ha velocità orizzontale, perpendicolare al vettore di induzione del campo magnetico (vedi figura). Dove agisce la forza di Lorentz su di esso?

378. L'elettrone e - , fatto volare nello spazio tra i poli dell'elettromagnete, ha una velocità diretta orizzontalmente perpendicolarmente al vettore di induzione del campo magnetico (vedi figura). Dove è diretta la forza di Lorentz che agisce su di essa?

379. Ione Na + massa m vola nel campo magnetico con una velocità perpendicolare alle linee di induzione del campo magnetico e si muove lungo un arco di cerchio di raggio R. Il modulo del vettore di induzione del campo magnetico può essere calcolato utilizzando l'espressione

380. Due elettroni inizialmente a riposo vengono accelerati in un campo elettrico: il primo in un campo con una differenza di potenziale U, il secondo - 2U. Gli elettroni accelerati cadono in un campo magnetico uniforme, le cui linee di induzione sono perpendicolari alla velocità degli elettroni. Il rapporto tra i raggi di curvatura delle traiettorie del primo e del secondo elettrone in un campo magnetico è