Блок 04.

Вариант 041

1. Цепь состоит из источника с ЭДС 1,24 В и внутренним сопротивле­нием 0,4 Ом, лампочки сопротивлением 10 Ом и подводящих проводов.

1. Найти падение напряжения на подводящих проводах, если падение на­пряжения на лампочке 1 В.
2. Построить график зависимости КПД цепи от сопротивления нагрузки.

Дано: UR = 1 В , Е = 1,24 В, r = 0,4 Ом, R= 10 Ом Найти: Unp -?

Решение:

1.1) Е = Ur+ Ur + Unp , где Ur - падение напряжения внут­ри источника Ur = URr/R , =np= Е - UR - URr/R = 0,2 В.

1.2)

2. Тело массой 1 г, на котором находится заряд -10 мКл, начинает скользить по наклонной плоскости с углом наклона 30° к горизонту в од­нородном магнитном поле с индукцией 0,1 Тл, направленным параллельно наклонной плоскости (см. рисунок). Коэффици­ент трения между телом и наклонной плоскостью 0,2.

1. Какую максимальную скорость разовьет тело?
2. Как будет двигаться тело, если в условии задачи изменить направление магнитного поля на противоположное?

Дано: α=30°, m = 1 г , µ= 0,2 , q = -10 мКл , В = 0,1 Тл. Найти: V -?

Решение:

2.1) Сила Лоренца, возникающая при движении заряжен­ного тела в магнитном поле и пропорциональная скорости тела, направлена перпендикулярно поверхности к наклонной плоскости, увеличивая тем са­мым силу трения между телом и плоскостью. В некоторый момент времени все силы, действующие на тело, будут скомпенсированы и движение тела станет равномерным., т.е. 0 = (mgcosa + qVB)µ - mgsina . Отсюда,

V = mg/qB*(Sinα/µ - Cosα) = 16 м/с.

2.2) Ускоренно, а затем , оторвавшись от наклонной плоскости, через некоторое время горизонтально.

3. Луч света падает на поверхность раздела двух сред под некоторым углом α.

1. Определить угол падения луча а, если отраженный и преломленный лучи перпендикулярны друг другу, скорость света в первой среде 2,6*108 м/с и абсолютный показатель преломления второй среды 1,5.
2. Чему равен угол преломления?

Дано: V, = 2,6*108 м/с , n2 = 1,5 , С0 = 3,0*108 м/с . Найти: а -?

Решение:

3.1) n1 = C0/V1 = 1,154.

n2/n1 = 1,3  Sinα/Sinγ = n2/n1 = Sinα/Sin (п/2 – α) = tgα=1,3.

α = arctg1,3 = 52,4°.

3.2  γ= 90°-a = 37,6°.

Вариант 042

1.        Электрическая цепь составлена из двух параллельно соединенных сопротивлений 40 Ом и 60 Ом, подключенных к аккумулятору, ЭДС кото­рого 2,5 В. Общий ток в цепи 0,1 А.

1. Найти внутреннее сопротивление аккумулятора.
2. Нарисовать зависимость КПД источника от силы тока в цепи.

Ответ: 1 Ом.

2.        Квадратная проволочная рамка расположена в однородном магнит­ ном поле так, что ее плоскость составляет некоторый угол α с линиями индукции однородного магнитного поля. Когда магнитное поле равномерно убывает с некоторой скоростью ДВ/At , то в рамке индуцируется ЭДС индукции, равная 18 мВ. Если данную рамку превратить в прямоугольную с соотношением сторон 1:2 и расположить так, что плоскость рамки будет перпендикулярна линиям индукции, то при удвоенной скорости убывания магнитного поля ЭДС индукции в рамке составит 64 мВ.

1. Определить угол α.
2. Как соотносятся выделяемые в рамке мощности при протекании индук­ционного тока в первом и втором случаях? Пояснить.

Ответ: 30°.

3.        Предмет расположен перпендикулярно главной оптической оси собирающей линзы. Расстояние от линзы до изображения 30 см.

1)На какую величину изменится это расстояние, если при перемещении предмета размер изображения увеличится в два раза? Фокусное расстояние линзы L5 см.

2) Что произойдет с изображением, если часть линзы по периметру закрыть непрозрачной шторкой? Пояснить.

Ответ: 15 см.

Вариант 043

1.По цепи, состоящей из резистора и источника с внутренним сопро­тивлением

1 Ом и ЭДС 9 В, идет ток 1 А.

1. Какова будет сила тока, если сопротивление резистора уменьшить в два раза?
2. Построить график зависимости мощности, выделяющейся в нагрузке, от тока в цепи.

Ответ: 1,8 А.

2.        Электрон, ускоренный в электрическом поле с Δφ = 10 кВ, влетает в однородное магнитное поле с индукцией 10 мТл перпендикулярно линиям индукции. Масса электрона 9,1*10-31 кг, заряд электрона -1,6*10-19 Кл.

1. Чему равен радиус вращения электрона?
2. Определить период вращения электрона.

Ответ: 3,37 см.

3.        На горизонтальном дне водоема глубиной 1,2 м лежит плоское зер­кало. Коэффициент преломления воды 1,33.

1. На каком максимальном расстоянии от места вхождения луча в воду этот луч снова выйдет на поверхность воды после отражения от зеркала?
2. Определить условие полного внутреннего отражения при падении света на границу раздела двух сред.

Ответ: 2,74 м.

Вариант 044

1. Четыре лампы, рассчитанные на напряжение 3 В и силу тока 0,3 А каждая, надо включить параллельно и питать от источника напряжением 5,4 В.

1. Какое сопротивление для этого необходимо включить последовательно с лампами?
2. Нарисовать график зависимости полной мощности, выделяемой в цепи, от сопротивления нагрузки.

Ответ: 2 Ом.

2.        Металлический стержень длиной 1 м падает с высоты 10 м, оставаясь в плоскости падения все время параллельным поверхности земли.

1. Какая максимальная разность потенциалов возникнет между концами стержня, если создать однородное магнитное поле с индукцией 1 мТл, па­раллельное поверхности земли? Магнитное поле Земли не учитывать.
2. На рисунке, указав направление магнитного поля, скорости стержня, по­казать знаки зарядов на концах стержня.

Ответ: 14 мВ.

3.        Изображение миллиметрового деления шкалы, расположенной пе­ред линзой на расстоянии 12,5 см и перпендикулярной главной оптической

оси, имеет на экране длину 2,4 см.

1) Определить фокусное расстояние линзы.

2) В данном рисунке, на котором изображен ход луча через линзу, построением определить положение фокальной плоскости (Рисунок не относится к основному условию задачи).

Ответ: 12 см.