Тест №27 Электромагнетизм

Задание 1. В на­бо­ре ра­дио­де­та­лей для из­го­тов­ле­ния про­сто­го ко­ле­ба­тель­но­го кон­ту­ра име­ют­ся две ка­туш­ки с ин­дук­тив­но­стя­ми и а также два кон­ден­са­то­ра, ёмко­сти ко­то­рых и С какой наи­боль­шей соб­ствен­ной ча­сто­той можно со­ста­вить ко­ле­ба­тель­ный кон­тур из двух эле­мен­тов этого на­бо­ра? (Ответ вы­ра­зи­те в МГц и округ­ли­те до це­ло­го числа.)

Задание 2 На ри­сун­ке при­ве­ден гра­фик гар­мо­ни­че­ских ко­ле­ба­ний тока в ко­ле­ба­тель­ном кон­ту­ре.

Если ка­туш­ку в этом кон­ту­ре за­ме­нить на дру­гую ка­туш­ку, ин­дук­тив­ность ко­то­рой в 4 раза боль­ше, то каков будет пе­ри­од ко­ле­ба­ний? (Ответ дать в мкс.)

Задание 3. На ри­сун­ке при­ве­ден гра­фик за­ви­си­мо­сти силы тока от вре­ме­ни в ко­ле­ба­тель­ном кон­ту­ре с по­сле­до­ва­тель­но вклю­чен­ны­ми кон­ден­са­то­ром и ка­туш­кой, ин­дук­тив­ность ко­то­рой равна 0,2 Гн.

Ка­ко­во мак­си­маль­ное зна­че­ние энер­гии элек­три­че­ско­го поля кон­ден­са­то­ра? (Ответ дать в мкДж.)

Задание 4. В ко­ле­ба­тель­ном кон­ту­ре, ёмкость кон­ден­са­то­ра ко­то­ро­го равна 20 мкФ, про­ис­хо­дят соб­ствен­ные элек­тро­маг­нит­ные ко­ле­ба­ния. За­ви­си­мость на­пря­же­ния на кон­ден­са­то­ре от вре­ме­ни для этого ко­ле­ба­тель­но­го кон­ту­ра имеет вид где все ве­ли­чи­ны вы­ра­же­ны в еди­ни­цах СИ. Ка­ко­ва ин­дук­тив­ность ка­туш­ки в этом ко­ле­ба­тель­ном кон­ту­ре? (Ответ дать в Гн.)

Задание 5. В иде­аль­ном ко­ле­ба­тель­ном кон­ту­ре про­ис­хо­дят сво­бод­ные элек­тро­маг­нит­ные ко­ле­ба­ния. В таб­ли­це по­ка­за­но, как из­ме­нял­ся заряд кон­ден­са­то­ра в ко­ле­ба­тель­ном кон­ту­ре с те­че­ни­ем вре­ме­ни. Ин­дук­тив­ность ка­туш­ки равна 1 мГн. Чему равна ёмкость кон­ден­са­то­ра? (Ответ дайте в нФ с точ­но­стью до де­ся­тых.)

Задание 6. Ко­ле­ба­ния на­пря­же­ния на кон­ден­са­то­ре в цепи пе­ре­мен­но­го тока опи­сы­ва­ют­ся урав­не­ни­ем , где все ве­ли­чи­ны вы­ра­же­ны в СИ. Ем­кость кон­ден­са­то­ра равна Най­ди­те ам­пли­ту­ду силы тока. (Ответ дать в ам­пе­рах.)

Задание 7. Элек­три­че­ский ток про­те­ка­ет через ка­туш­ку ин­дук­тив­но­стью 6 мГн. На гра­фи­ке при­ве­де­на за­ви­си­мость силы I этого тока от вре­ме­ни t. Чему равна энер­гия маг­нит­но­го поля (в мДж), запасённая в ка­туш­ке в мо­мент вре­ме­ни t = 15 мс?

Задание 8. В ко­ле­ба­тель­ном кон­ту­ре, со­сто­я­щем из кон­ден­са­то­ра и ка­туш­ки ин­дук­тив­но­сти, про­ис­хо­дят сво­бод­ные элек­тро­маг­нит­ные ко­ле­ба­ния. В мо­мент, когда кон­ден­са­тор раз­ря­жен, па­рал­лель­но к нему под­клю­ча­ют вто­рой такой же кон­ден­са­тор. Как после этого из­ме­нят­ся сле­ду­ю­щие фи­зи­че­ские ве­ли­чи­ны: за­па­сен­ная в кон­ту­ре энер­гия, ча­сто­та сво­бод­ных элек­тро­маг­нит­ных ко­ле­ба­ний, ам­пли­ту­да на­пря­же­ния между пла­сти­на­ми пер­во­го кон­ден­са­то­ра?

Для каж­дой ве­ли­чи­ны опре­де­ли­те со­от­вест­ву­ю­щий ха­рак­тер из­ме­не­ния. За­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры для каж­дой фи­зи­че­ской ве­ли­чи­ны. Цифры в от­ве­те могут по­вто­рять­ся.

Задание 9. Иде­аль­ный ко­ле­ба­тель­ный кон­тур со­сто­ит из кон­ден­са­то­ра ёмко­стью 0,2 , за­ря­жен­но­го до на­пря­же­ния 10 , ка­туш­ки ин­дук­тив­но­стью 2 и разо­мкну­то­го ключа. После за­мы­ка­ния ключа, ко­то­рое про­изо­шло в мо­мент вре­ме­ни , в кон­ту­ре воз­ник­ли соб­ствен­ные элек­тро­маг­нит­ные ко­ле­ба­ния. Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между за­ви­си­мо­стя­ми, по­лу­чен­ны­ми при ис­сле­до­ва­нии этих ко­ле­ба­ний (см. левый стол­бец), и фор­му­ла­ми, вы­ра­жа­ю­щи­ми эти за­ви­си­мо­сти (см. пра­вый стол­бец; ко­эф­фи­ци­ен­ты в фор­му­лах вы­ра­же­ны в со­от­вет­ству­ю­щих еди­ни­цах СИ без крат­ных и доль­ных мно­жи­те­лей).

К каж­дой по­зи­ции пер­во­го столб­ца под­бе­ри­те со­от­вет­ству­ю­щую по­зи­цию вто­ро­го столб­ца и за­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми бук­ва­ми.

ЗА­ВИ­СИ­МОСТЬ		ФОР­МУ­ЛА
А) За­ви­си­мость на­пря­же­ния на кон­ден­са­то­ре от вре­ме­ни A Б     Б) За­ви­си­мость силы тока, те­ку­ще­го через ка­туш­ку, от вре­ме­ни		1) 2) 3) 4)

Задание 10. Про­во­лоч­ное коль­цо на­хо­дит­ся в од­но­род­ном маг­нит­ном поле, линии ин­дук­ции ко­то­ро­го пер­пен­ди­ку­ляр­ны плос­ко­сти коль­ца. Мо­дуль ин­дук­ции маг­нит­но­го поля умень­ша­ют с по­сто­ян­ной ско­ро­стью. Затем коль­цо за­ме­ня­ют на дру­гое, вдвое боль­шей пло­ща­ди, со­хра­няя преж­нее рас­по­ло­же­ние коль­ца от­но­си­тель­но линий ин­дук­ции. При этом ско­рость из­ме­не­ния мо­ду­ля ин­дук­ции маг­нит­но­го поля умень­ша­ют в 4 раза. Как в ре­зуль­та­те этого из­ме­нят­ся сле­ду­ю­щие фи­зи­че­ские ве­ли­чи­ны:

А) маг­нит­ный поток через кон­тур коль­ца в мо­мент на­ча­ла из­ме­не­ния мо­ду­ля маг­нит­ной ин­дук­ции и Б) ЭДС ин­дук­ции, воз­ни­ка­ю­щая в коль­це.

Для каж­дой ве­ли­чи­ны опре­де­ли­те со­от­вет­ству­ю­щий ха­рак­тер из­ме­не­ния:

1) уве­ли­чит­ся 2) умень­шит­ся 3) не из­ме­нит­ся

За­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры для каж­дой фи­зи­че­ской ве­ли­чи­ны. Цифры в от­ве­те могут по­вто­рять­ся.

Задание 11. Кон­ден­са­тор ко­ле­ба­тель­но­го кон­ту­ра под­клю­чен к ис­точ­ни­ку по­сто­ян­но­го на­пря­же­ния. Гра­фи­ки А и Б пред­став­ля­ют за­ви­си­мость от вре­ме­ни t фи­зи­че­ских ве­ли­чин, ха­рак­те­ри­зу­ю­щих ко­ле­ба­ния в кон­ту­ре после пе­ре­клю­че­ния ключа К во вто­рое по­ло­же­ние в мо­мент

Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между гра­фи­ка­ми и фи­зи­че­ски­ми ве­ли­чи­на­ми, за­ви­си­мо­сти ко­то­рых от вре­ме­ни эти гра­фи­ки могут пред­став­лять.

К каж­дой по­зи­ции пер­во­го столб­ца под­бе­ри­те со­от­вет­ству­ю­щую по­зи­цию вто­ро­го и за­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми бук­ва­ми.

ГРА­ФИ­КИ		ФИ­ЗИ­ЧЕ­СКИЕ ВЕ­ЛИ­ЧИ­НЫ
А) Б)		1) Заряд левой об­клад­ки кон­ден­са­то­ра 2) Сила тока в ка­туш­ке 3) Энер­гия элек­три­че­ско­го поля кон­ден­са­то­ра A Б     4) Ин­дук­тив­ность ка­туш­ки

Задание 12. Кон­ден­са­тор ко­ле­ба­тель­но­го кон­ту­ра под­клю­чен к ис­точ­ни­ку по­сто­ян­но­го на­пря­же­ния. Гра­фи­ки А и Б пред­став­ля­ют за­ви­си­мость от вре­ме­ни t фи­зи­че­ских ве­ли­чин, ха­рак­те­ри­зу­ю­щих ко­ле­ба­ния в кон­ту­ре после пе­ре­ве­де­ния пе­ре­клю­ча­те­ля К в по­ло­же­ние 2 в мо­мент

Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между гра­фи­ка­ми и фи­зи­че­ски­ми ве­ли­чи­на­ми, за­ви­си­мо­сти ко­то­рых от вре­ме­ни эти гра­фи­ки могут пред­став­лять.

К каж­дой по­зи­ции пер­во­го столб­ца под­бе­ри­те со­от­вет­ству­ю­щую по­зи­цию вто­ро­го и за­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми бук­ва­ми.

ГРА­ФИ­КИ		ФИ­ЗИ­ЧЕ­СКИЕ ВЕ­ЛИ­ЧИ­НЫ
А) Б)		1) Заряд левой об­клад­ки кон­ден­са­то­ра 2) Энер­гия элек­три­че­ско­го поля кон­ден­са­то­ра 3) Сила тока в ка­туш­ке A Б     4) Энер­гия маг­нит­но­го поля ка­туш­ки

Задание 13. На ри­сун­ках изоб­ра­же­ны схемы фи­зи­че­ских экс­пе­ри­мен­тов. Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между этими экс­пе­ри­мен­та­ми и их целью. К каж­дой по­зи­ции пер­во­го столб­ца под­бе­ри­те со­от­вет­ству­ю­щую по­зи­цию вто­ро­го и за­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми бук­ва­ми.

СХЕМА ЭКС­ПЕ­РИ­МЕН­ТА		ЕГО ЦЕЛЬ
А) Б)		1) Про­вер­ка за­ко­на Ку­ло­на 2) На­блю­де­ние рас­пре­де­ле­ния по­тен­ци­а­ла вдоль пря­мо­го про­вод­ни­ка с про­те­ка­ю­щим по нему элек­три­че­ским током 3) На­блю­де­ние кар­ти­ны си­ло­вых линий элек­тро­ста­ти­че­ско­го поля то­чеч­ных за­ря­дов 4) Про­вер­ка за­ко­на Ома

Задание 14. Пря­мо­уголь­ная рамка из N вит­ков оди­на­ко­вой пло­ща­дью S вра­ща­ет­ся с ча­сто­той ν во­круг одной из своих сто­рон в од­но­род­ном маг­нит­ном поле с ин­дук­ци­ей B. Линии ин­дук­ции пер­пен­ди­ку­ляр­ны оси вра­ще­ния, со­про­тив­ле­ние рамки равно R. Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между фи­зи­че­ски­ми ве­ли­чи­на­ми и фор­му­ла­ми, по ко­то­рым их можно опре­де­лить.

К каж­дой по­зи­ции пер­во­го столб­ца под­бе­ри­те со­от­вет­ству­ю­щую по­зи­цию вто­ро­го и за­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры.

ФИ­ЗИ­ЧЕ­СКИЕ ВЕ­ЛИ­ЧИ­НЫ		ФОР­МУ­ЛЫ
А) ам­пли­ту­да ЭДС ин­дук­ции в рамке Б) эф­фек­тив­ное (дей­ству­ю­щее) зна­че­ние силы тока, про­те­ка­ю­ще­го через рамку		1) 2) 3) 4)

За­пи­ши­те в ответ цифры, рас­по­ло­жив их в по­ряд­ке, со­от­вет­ству­ю­щем бук­вам:

Задание 15. Уста­но­ви­те со­от­вет­ствие между фи­зи­че­ски­ми ве­ли­чи­на­ми и еди­ни­ца­ми их из­ме­ре­ния в СИ. К каж­дой по­зи­ции пер­во­го столб­ца под­бе­ри­те со­от­вет­ству­ю­щую по­зи­цию вто­ро­го и за­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры.

За­пи­ши­те в ответ цифры, рас­по­ло­жив их в по­ряд­ке, со­от­вет­ству­ю­щем бук­вам:

Задание 16. Уста­но­ви­те вза­и­мо­связь между фи­зи­че­ским яв­ле­ни­ем и фа­ми­ли­ей фи­зи­ка, в честь ко­то­ро­го на­зван закон, опи­сы­ва­ю­щей это яв­ле­ние.

К каж­дой по­зи­ции пер­во­го столб­ца под­бе­ри­те со­от­вет­ству­ю­щую по­зи­цию вто­ро­го столб­ца и за­пи­ши­те в таб­ли­цу вы­бран­ные цифры под со­от­вет­ству­ю­щи­ми бук­ва­ми.

Задание 17. В за­штри­хо­ван­ной об­ла­сти на ри­сун­ке дей­ству­ет од­но­род­ное маг­нит­ное поле, на­прав­лен­ное пер­пен­ди­ку­ляр­но плос­ко­сти ри­сун­ка. Про­во­дя­щую квад­рат­ную рамку, со­про­тив­ле­ние ко­то­рой 10 Ом и длина сто­ро­ны 10 см, пе­ре­ме­ща­ют в плос­ко­сти ри­сун­ка в этом поле по­сту­па­тель­но со ско­ро­стью м/с. При пе­ре­се­че­нии рам­кой гра­ни­цы маг­нит­но­го поля в рамке воз­ни­ка­ет ин­дук­ци­он­ный ток, со­зда­ю­щий тор­мо­зя­щую силу Ам­пе­ра Н. Чему равен мо­дуль век­то­ра ин­дук­ции маг­нит­но­го поля В? Ответ при­ве­ди­те в Тл.

Задание 18 Пря­мо­ли­ней­ный про­вод­ник дли­ной 80 см и мас­сой 200 г, по ко­то­ро­му течёт по­сто­ян­ный ток силой 0,5 А, на­хо­дит­ся в од­но­род­ном маг­нит­ном поле с ин­дук­ци­ей 2 Тл. Про­вод­ник урав­но­ве­шен в го­ри­зон­таль­ном по­ло­же­нии на опоре (см. ри­су­нок) с по­мо­щью не­про­во­дя­щей нити. Чему равен мо­дуль силы на­тя­же­ния нити? Ответ при­ве­ди­те в Н.

Задание 19

Квад­рат­ная про­во­дя­щая рамка со сто­ро­ной l = 50 см и мас­сой m = 400 г лежит на на­клон­ной плос­ко­сти с углом на­кло­на к го­ри­зон­ту, рав­ным 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?