Линия заданий 25, ЕГЭ по физике

1. При последовательном включении сила тока, протекающего по резистору и лампе, одна и та же, а напряжения на резисторе и лампе в сумме равны напряжению сети: \( U = {U_R} + {U_L} \).

2. Напряжение на лампе \( {U_L} \) = 90 В определяется по графику при силе тока в цепи \( I \) = 0,3 А.

3. Напряжение на резисторе \( {U_R} = U - {U_L} = 120 - 90 \) = 30 В.

4. Мощность, выделяющаяся на резисторе, определяется законом Джоуля — Ленца:

\( {P_R} = {U_R}I = (U - {U_L})I \) \( = (120 - 90) \cdot 0,3 \) = 9 Вт

Ответ: \( {P_R} \) = 9 Вт

P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке ;)
При обращении указывайте id этого вопроса - 21515.

1. При последовательном включении сила тока, протекающего по резистору и лампе, одна и та же, а напряжения на резисторе и лампе в сумме равны напряжению сети: \( U = {U_R} + {U_L} \).

2. Напряжение на лампе \( {U_L} \) = 140 В определяется по графику при силе тока в цепи \( I \) = 0,4 А.

3. Напряжение на резисторе \( {U_R} = U - {U_L} = 220 - 140 \) = 80 В.

4. Мощность, выделяющаяся на резисторе, определяется законом Джоуля — Ленца:

\( {P_R} = {U_R}I = (U - {U_L})I \) \( = (220 - 140) \cdot 0,4 \) = 80 · 0,4 = 32 Вт

Ответ: \( {P_R} \) = 32 Вт

P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке ;)
При обращении указывайте id этого вопроса - 21508.

1. При прохождении ускоряющей разности потенциалов \( U \) заряженная частица массой \( m \) с зарядом \( q \) приобретает кинетическую энергию

\( \frac{{m{\upsilon ^2}}}{2} = qU \) (1)

Здесь учтено, что начальная скорость частицы равна нулю.

2. При движении заряженной частицы в однородном магнитном поле \( {\vec B} \) по окружности радиусом \( R \) сила Лоренца вызывает центростремительное ускорение частицы \( m{a_ц} = \frac{{m{\upsilon ^2}}}{R} = {F_Л} = q\upsilon B \)

Отсюда \( R = \frac{{m\upsilon }}{{qB}} \) (2)

3. Из (1) следует, что \( \upsilon = \sqrt {\frac{{2qU}}{m}} \)

Подставляя этот результат в (2), получим \( R = \frac{1}{B}\sqrt {\frac{{2mU}}{q}} \)

\( R = \frac{1}{{0,2}} \)\( \sqrt {\frac{{2 \cdot 1,5 \cdot {{10}^{ - 25}} \cdot {{10}^3}}}{{3,2 \cdot {{10}^{ - 19}}}}} \) ≈ 0,15 м

Ответ: R ≈ 0,15 м

P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке ;)
При обращении указывайте id этого вопроса - 21501.

1. При прохождении ускоряющей разности потенциалов \( U \) заряженная частица массой \( m \) с зарядом \( q \) приобретает кинетическую энергию

\( \frac{{m{\upsilon ^2}}}{2} = qU \) (1)

Здесь учтено, что начальная скорость частицы равна нулю.

2. При движении заряженной частицы в однородном магнитном поле \( {\vec B} \) по окружности радиусом \( R \) сила Лоренца вызывает центростремительное ускорение частицы \( m{a_ц} = \frac{{m{\upsilon ^2}}}{R} = {F_Л} = q\upsilon B \)

Отсюда \( R = \frac{{m\upsilon }}{{qB}} \)

3. Из (1) следует, что \( \upsilon = \sqrt {\frac{{2qU}}{m}} \)

Подставляя этот результат в (2), получим \( R = \frac{1}{B} \)\( \sqrt {\frac{{2mU}}{q}} \)

Отсюда \( B = \frac{1}{R}\sqrt {\frac{{2mU}}{q}} \)

\( B = \frac{1}{{0,3}} \)\( \sqrt {\frac{{2 \cdot 1,5 \cdot {{10}^{ - 25}} \cdot {{10}^3}}}{{3,2 \cdot {{10}^{ - 19}}}}} \) ≈ 0,1 Тл

Ответ: \( B \) ≈ 0,1 Тл

P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке ;)
При обращении указывайте id этого вопроса - 21494.

1. Так как сопротивление всех ламп одинаково, то \( {\varphi _A} = {\varphi _B} \) (см. рисунок). Между точками равного потенциала ток не течёт, и участок \( AB \) можно исключить из схемы.

2. Из эквивалентной схемы видно, что сопротивление внешней цепи:

\( {R_0} = \frac{{4{R^2}}}{{2R + 2R}} = R \) = 20 Ом

3. По закону Ома для полной цепи ток, текущий через источник в схеме:

\( I = \frac{\varepsilon }{{R + r}} = \frac{{110}}{{20 + 2}} = 5 \) А

4. По закону Джоуля-Ленца полезная мощность, выделяющаяся во внешней цепи, \( {P_1} = {I_2}{R_0} = {5^2} \cdot 20 \) = 500 Вт

5. Полная мощность источника равна \( {P_2} = \varepsilon I = 110 \cdot 5 = 550 \) Вт

6. В итоге КПД источника:

\( \eta = \frac{{{P_1}}}{{{P_2}}} = \frac{{500}}{{550}} \) ≈ 0,91 = 91%

Ответ: \( \eta \) = 91%

P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке ;)
При обращении указывайте id этого вопроса - 21487.

1. Так как сопротивление всех ламп одинаково, то \( {\varphi _A} = {\varphi _B} \) (см. рисунок). Между точками равного потенциала ток не течёт, и участок \( AB \) можно исключить из схемы.

2. Из эквивалентной схемы видно, что сопротивление внешней цепи:

\( {R_0} = \frac{{4{R^2}}}{{2R + 2R}} = R \)

3. По закону Ома для полной цепи ток, текущий через источник:

\( I = \frac{\cal E }{{R + r}} \)

4. По закону Ома для участка цепи ток, текущий по цепи из ламп 1 и 3, \( {I_{13}} = {U_{CD}}/(2R) \). Аналогично ток, текущий по цепи из ламп 2 и 4, \( {I_{24}} = {U_{CD}}/(2R) \). Таким образом, \( {I_{13}} \) = \( {I_{24}} \) = \( I/2 \).

5. По закону Джоуля-Ленца мощность, выделяющаяся на лампе 2:

\( P = {\left( {\frac{I}{2}} \right)^2}R = \frac{{{\cal E ^2}R}}{{4{{(R + r)}^2}}} \)\( = \frac{{12100 \cdot 20}}{{4 \cdot 484}} \) = 125 Вт

Ответ: \( P \) = 125 Вт

P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке ;)
При обращении указывайте id этого вопроса - 21479.

Центростремительное ускорение иона в конденсаторе \( a = \frac{{{\upsilon ^2}}}{R} \) определяется силой \( F = qE \), действующей со стороны электрического поля. По второму закону Ньютона

\( qE = m\frac{{{\upsilon ^2}}}{R} \),

где \( q \), \( m \) и \( \upsilon \) — соответственно заряд, масса и скорость иона, \( E \) — напряжённость электрического поля. Напряжённость электрического поля Е прямо пропорциональна напряжению между обкладками конденсатора: \( U = Ed \) (\( d \) — расстояние между обкладками конденсатора). Отсюда:

\( R = m\frac{{{\upsilon ^2}}}{{qE}} = m\frac{{m{\upsilon ^2}d}}{{qU}} \)

Если заряд иона \( q \) увеличивается в 2 раза, то для сохранения прежнего значения радиуса траектории при прежнем напряжении на обкладках конденсатора скорость движения частиц нужно увеличить в \( \sqrt 2 \) раза

Ответ: увеличить в \( \sqrt 2 \) раза

P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке ;)
При обращении указывайте id этого вопроса - 21471.

Центростремительное ускорение иона в конденсаторе \( a = \frac{{{\upsilon ^2}}}{R} \) определяется силой \( F = qE \), действующей со стороны электрического поля. По второму закону Ньютона

\( qE = m\frac{{{\upsilon ^2}}}{R} \),

где \( q \), \( m \) и \( \upsilon \) — соответственно заряд, масса и скорость иона, \( E \) — напряжённость электрического поля. Отсюда:

\( R = m\frac{{{\upsilon ^2}}}{{qE}} \)

Если заряд иона \( q \) увеличивается в 2 раза, то для сохранения прежнего значения радиуса траектории при прежней скорости напряжённость поля нужно уменьшить в 2 раза. Поскольку напряжённость электрического поля \( E \) прямо пропорциональна напряжению между обкладками конденсатора: \( U = Ed \) (\( d \) — расстояние между обкладками конденсатора), то напряжение \( U \) нужно уменьшить в 2 раза

Ответ: уменьшить в 2 раза

P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке ;)
При обращении указывайте id этого вопроса - 21463.

1. Напряжение \( U \) на конденсаторе равно ЭДС индукции \({\cal E}\) в проводнике, которая пропорциональна скорости движения проводника. Заряд конденсатора \( q = CU \).

2. При движении проводника на него действуют две силы (силой трения пренебрегаем): сила тяжести \( mg \) и сила Ампера \( {F_A} = IBl \) (\( I \) — сила тока в цепи), которая направлена против движения проводника (см. рисунок). Проводник движется равномерно. Согласно второму закону Ньютона при этом сила тяжести и сила Ампера компенсируют друг друга:

\( mg = IBl \)

3. Напряжение на резисторе равно напряжению на конденсаторе, так как они соединены параллельно. Согласно закону Ома для участка цепи сила тока через резистор

\( I = \frac{U}{R} = \frac{q}{{CR}} \).

4. Подставляя выражение для силы тока в п. 2, получаем выражение для искомой электроёмкости конденсатора:

\( C = \frac{{qBl}}{{Rmg}} = \)\( \frac{{{{10}^{ - 6}} \cdot 0,5 \cdot 0,1}}{{0,02 \cdot 0,025 \cdot 10}} \) = 10 · 10^-6 Ф = 10 мкФ

Ответ: C = 10 мкФ

P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке ;)
При обращении указывайте id этого вопроса - 21455.

1. Напряжение \( U \) на конденсаторе равно ЭДС индукции \({\cal E}\) в проводнике, которая пропорциональна скорости движения проводника. Заряд конденсатора \( q = CU \).

2. При движении проводника на него действуют две силы (силой трения пренебрегаем): сила тяжести \( mg \) и сила Ампера \( {F_A} = IBl \) (\( I \) — сила тока в цепи), которая направлена против движения проводника (см. рисунок). Проводник движется равномерно. Согласно второму закону Ньютона при этом сила тяжести и сила Ампера компенсируют друг друга:

\( mg = IBl \)

3. Напряжение на резисторе равно напряжению на конденсаторе, так как они соединены параллельно. Согласно закону Ома для участка цепи сила тока через резистор

\( I = \frac{U}{R} = \frac{q}{{CR}} \).

4. Подставляя выражение для силы тока в п. 2, получаем выражение для искомой сопротивления проводника:

\( R = \frac{{qBl}}{{Cmg}} = \)\( \frac{{{{10}^{ - 6}} \cdot 0,5 \cdot 0,1}}{{20 \cdot {{10}^{ - 6}} \cdot 0,025 \cdot 10}} \) = 0,01 Ом

Ответ: R = 0,01 Ом

P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке ;)
При обращении указывайте id этого вопроса - 21447.