зад 1 График координаты
На рисунке представлен график зависимости координаты \(x\) велосипедиста от времени \(t\). На каком интервале времени проекция скорости велосипедиста на ось \(Ox\) \(v_x = -2{,}5\) м/с?

[1)] от 0 до 10 с
[2)] от 10 до 30 с
[3)] от 50 до 70 с
[4)] от 30 до 50 с
▶ПодсказкаСкрыть
Проекция скорости равна углу наклона графика \(x(t)\): отрицательная — когда координата убывает.
зад 2 Центростремительное ускорение
Автомобиль движется по окружности радиусом 100 м со скоростью 10 м/с. Центростремительное ускорение автомобиля равно
[1)] 1 м/с\(^2\)
[2)] 5 м/с\(^2\)
[3)] 0,1 м/с\(^2\)
[4)] 10 м/с\(^2\)
▶ПодсказкаСкрыть
Центростремительное ускорение равно \(v^2/R\).
зад 3 Деформация пружины
Тело массой \(m\) висит на пружине жёсткости \(k\). Если взять пружину с вдвое меньшей жёсткостью и подвесить к ней тело с вдвое большей массой, то деформация второй пружины будет
[1)] в 2 раза больше, чем у первой пружины
[2)] такой же, как у первой пружины
[3)] в 4 раза меньше, чем у первой пружины
[4)] в 4 раза больше, чем у первой пружины
▶ПодсказкаСкрыть
В равновесии сила упругости равна весу: \(k\,\Delta x = mg\).
зад 4 Неупругое столкновение шаров
Шары движутся со скоростями, показанными на рисунке, и сталкиваются. Как будет направлен суммарный импульс шаров после столкновения, если удар абсолютно неупругий?

[1)] \(?\)
[2)] \(?\)
[3)] \(\downarrow\)
[4)] \(\leftarrow\)
▶ПодсказкаСкрыть
Суммарный импульс — векторная сумма импульсов шаров до столкновения.
зад 5 Работа силы тяжести на трассе
Лыжник поднимается на подъёмнике на вершину горы, затем скатывается по склону горы вниз и вновь подъезжает к подъёмнику по горизонтальной лыжне. При этом суммарная работа силы тяжести, действующей на лыжника на всей траектории его движения,
[1)] равна работе, которую совершает сила трения при движении по горизонтальному участку
[2)] равна работе, которую совершает сила тяжести при движении на подъёмнике
[3)] равна работе, которую совершает сила тяжести при движении по склону горы
[4)] равна нулю
▶ПодсказкаСкрыть
Работа силы тяжести зависит только от начальной и конечной высоты.
зад 6 Частота пружинного маятника
Как надо изменить жёсткость пружины маятника, чтобы увеличить частоту его колебаний в 2 раза?
[1)] уменьшить в 2 раза
[2)] увеличить в 4 раза
[3)] увеличить в 2 раза
[4)] уменьшить в 4 раза
▶ПодсказкаСкрыть
Частота пружинного маятника: \(\nu = \dfrac{1}{2\pi}\sqrt{k/m}\).
зад 7 Плотность воды и пара
Плотность воды при температуре 100 °С равна 950 кг/м\(^3\), а наибольшая плотность водяного пара при 100 °С равна 0,59 кг/м\(^3\). Такое различие плотностей связано с тем, что
[1)] молекулы жидкости и пара движутся с разными скоростями
[2)] при переходе молекул из жидкости в пар уменьшается энергия их взаимодействия
[3)] число молекул в 1 м\(^3\) пара меньше, чем в 1 м\(^3\) воды
[4)] молекулы жидкости и пара имеют разные массы
▶ПодсказкаСкрыть
Сравни концентрацию молекул в единице объёма жидкости и насыщенного пара.
зад 8 Газ на pT-диаграмме
В сосуде находится некоторое количество идеального газа. Как изменится объём газа, если он перейдёт из состояния 1 в состояние 2 (см. рисунок)?

[1)] \(V_2 = 0{,}5V_1\)
[2)] \(V_2 = V_1\)
[3)] \(V_2 = 2V_1\)
[4)] \(V_2 = 0{,}2V_1\)
▶ПодсказкаСкрыть
Используй уравнение Клапейрона–Менделеева: \(pV/T = \text{const}\), сравнивая точки 1 и 2 по клеткам графика.
зад 9 Насыщенный пар в сосуде
В сосуд налили жидкого аммиака и закрыли его. Аммиак постепенно испарялся. На рисунке показан график изменения со временем концентрации \(n\) молекул паров аммиака внутри сосуда. Температура в сосуде в течение всего времени проведения опыта оставалась постоянной. В конце опыта в сосуде ещё оставался жидкий аммиак. Какое утверждение можно считать правильным?

[1)] на участке 1 пар насыщенный, а на участке 2 ненасыщенный
[2)] на обоих участках пар ненасыщенный
[3)] на участке 1 пар ненасыщенный, а на участке 2 насыщенный
[4)] на обоих участках пар насыщенный
▶ПодсказкаСкрыть
Концентрация насыщенного пара при постоянной температуре не меняется.
зад 10 Нагрев алюминиевого и железного цилиндров
Алюминиевому и железному цилиндрам сообщили одинаковое количество теплоты, что привело к увеличению температуры цилиндров, причём увеличение температуры алюминиевого цилиндра оказалось в 2 раза больше, чем железного: \(\Delta t_{\text{Al}} = 2\,\Delta t_{\text{Fe}}\). Воспользовавшись таблицами, приведёнными на стр. 2, определите отношение масс этих цилиндров \(\dfrac{m_{\text{Al}}}{m_{\text{Fe}}}\).
[1)] 1
[2)] 0,26
[3)] 0,34
[4)] 4,9
▶ПодсказкаСкрыть
Количество теплоты \(Q = cm\,\Delta t\); удельные теплоёмкости берутся из справочных таблиц.
зад 11 Шарики на нитях
На двух одинаковых по длине шёлковых нитях, закреплённых в одной точке, подвешены два одинаковых шарика, заряженных одноимённым зарядом. Заряд первого шарика в 2 раза меньше заряда второго. Какое из утверждений правильно?
[1)] Угол отклонения нити первого шарика в 2 раза больше угла отклонения второго.
[2)] Угол отклонения нити первого шарика в 2 раза меньше угла отклонения второго.
[3)] Углы отклонения нитей шариков одинаковы.
[4)] Угол отклонения нити первого шарика в 4 раза меньше угла отклонения второго.
▶ПодсказкаСкрыть
Рассмотри равновесие каждого шарика: сила Кулона, сила тяжести и натяжение нити.
зад 12 Сила тока по графику заряда
По проводнику течёт постоянный электрический ток. Величина заряда, проходящего через проводник, растёт с течением времени согласно представленному графику. Сила тока в проводнике равна

[1)] 4 А
[2)] 0,25 А
[3)] 36 А
[4)] 12 А
▶ПодсказкаСкрыть
Сила тока — это заряд, делённый на время: \(I = q/t\).
зад 13 Поля двух проводников с током
Два параллельных длинных проводника с токами \(I_1\) и \(I_2\) расположены перпендикулярно плоскости чертежа (см. рисунок). Векторы \(\vec B_1\) и \(\vec B_2\) индукции магнитных полей, создаваемых этими проводниками в точке \(A\), направлены в плоскости чертежа следующим образом:

[1)] \(\vec B_1\) — вверх; \(\vec B_2\) — вниз
[2)] \(\vec B_1\) — вниз; \(\vec B_2\) — вверх
[3)] \(\vec B_1\) — вниз; \(\vec B_2\) — вниз
[4)] \(\vec B_1\) — вверх; \(\vec B_2\) — вверх
▶ПодсказкаСкрыть
Направление поля прямого тока находится по правилу правого винта; поле каждого проводника в точке \(A\) направлено перпендикулярно прямой, соединяющей проводник и точку \(A\).
зад 14 Магнитный поток через рамку
Линии индукции однородного магнитного поля пронизывают рамку площадью 0,25 м\(^2\) под углом 30° к её поверхности, создавая магнитный поток, равный 0,1 Вб. Чему равен модуль вектора индукции магнитного поля?
[1)] 0,4 Тл
[2)] 0,1 Тл
[3)] 0,5 Тл
[4)] 0,8 Тл
▶ПодсказкаСкрыть
Магнитный поток: \(\Phi = BS\sin\alpha\), где \(\alpha\) — угол между вектором \(\vec B\) и поверхностью.
зад 15 Ход луча в призме
Ученик выполнил задание: «Нарисовать ход луча, падающего из воздуха на одну из граней стеклянной призмы треугольного сечения» (см. рисунок). При построении он

[1)] ошибся при изображении хода луча только при переходе из стекла в воздух
[2)] ошибся при изображении хода луча на обеих границах сред
[3)] ошибся при изображении хода луча только при переходе из воздуха в стекло
[4)] правильно изобразил ход луча на обеих границах сред
▶ПодсказкаСкрыть
При переходе из воздуха в стекло луч приближается к нормали, при обратном переходе — удаляется.
зад 16 Дифракционная решётка
При освещении одной и той же дифракционной решётки монохроматическим светом на экране, установленном за ней, возникает дифракционная картина, состоящая из светлых линий на тёмном фоне. В первом опыте расстояние между светлыми линиями оказалось больше, чем во втором, а во втором — больше, чем в третьем. В каком из ответов правильно указана возможная последовательность цветов монохроматического света, которым освещалась решётка?
[1)] 1 — жёлтый; 2 — зелёный; 3 — фиолетовый
[2)] 1 — фиолетовый; 2 — зелёный; 3 — жёлтый
[3)] 1 — зелёный; 2 — жёлтый; 3 — фиолетовый
[4)] 1 — жёлтый; 2 — фиолетовый; 3 — зелёный
▶ПодсказкаСкрыть
Расстояние между максимумами растёт с ростом длины волны света.
зад 17 Электроны в атоме натрия
На рисунке представлен фрагмент Периодической системы элементов Д.И. Менделеева.

Укажите число электронов в атоме натрия Na.
[1)] 8
[2)] 12
[3)] 23
[4)] 11
▶ПодсказкаСкрыть
Число электронов в нейтральном атоме равно его порядковому номеру.
зад 18 Спектры поглощения газа
На рисунке приведены спектр поглощения неизвестного газа и спектры поглощения атомарных паров известных металлов. По виду спектров можно утверждать, что неизвестный газ содержит атомы

[1)] только стронция (Sr)
[2)] стронция (Sr), кальция (Ca) и другого вещества
[3)] только стронция (Sr) и кальция (Ca)
[4)] только кальция (Ca)
▶ПодсказкаСкрыть
Каждый элемент поглощает свет на своих характерных длинах волн; сравни положения линий.
зад 19 Распад висмута
Ядра висмута \(^{210}_{83}\mathrm{Bi}\) испытывают \(\beta^-\)-распад с периодом полураспада 5 дней. В момент начала наблюдения в образце содержится \(8\cdot10^{20}\) ядер висмута. Через какую из точек, кроме точки \(A\), пройдёт график зависимости от времени числа ядер радиоактивного висмута в образце?

[1)] \(C\)
[2)] \(E\)
[3)] \(B\)
[4)] \(D\)
▶ПодсказкаСкрыть
Число нераспавшихся ядер: \(N = N_0\,2^{-t/T_{1/2}}\).
зад 20 Маятники из меди и алюминия
Необходимо экспериментально выяснить зависимость периода малых колебаний математического маятника от вещества, из которого изготовлен груз. Какую пару маятников можно взять для этой цели? Грузы маятников — полые шарики из меди и алюминия одинаковой массы и одинакового внешнего диаметра.

▶ПодсказкаСкрыть
Период математического маятника зависит от длины нити, но не от массы и материала груза; для чистоты опыта меняется только материал.
зад 21 Напряжение на участке из двух резисторов
На графике представлены результаты измерения напряжения на концах участка \(AB\) цепи постоянного тока, состоящего из двух последовательно соединённых резисторов, при различных значениях сопротивления резистора \(R_2\) и неизменной силе тока \(I\) (см. рисунок). С учётом погрешностей измерений (\(\Delta R = \pm 1\) Ом; \(\Delta U = \pm 0{,}2\) В) найдите сопротивление резистора \(R_2\), при котором напряжение на концах участка цепи \(AB\) равно 4,5 В.


[1)] 50 Ом
[2)] 80 Ом
[3)] 65 Ом
[4)] 40 Ом
▶ПодсказкаСкрыть
При последовательном соединении \(U_{AB} = I(R_1 + R_2)\) — зависимость линейна по \(R_2\).
зад 22 Камень с крыши
Камень, брошенный почти вертикально вверх с крыши дома высотой 15 м, упал на землю со скоростью 20 м/с. Сколько времени летел камень? Сопротивление воздуха не учитывать.
[1)] 1 с
[2)] 1,33 с
[3)] 3 с
[4)] 5 с
▶ПодсказкаСкрыть
Используй кинематику свободного падения и связь скорости с временем: \(v = v_0 + gt\).
зад 23 Пар под поршнем
В сосуде под поршнем при температуре 100 °С находится 2 г водяного пара и такое же количество воды. Не изменяя температуры, объём сосуда увеличили в 3 раза. Определите массу пара в сосуде после изменения объёма.
[1)] 2,5 г
[2)] 2 г
[3)] 3 г
[4)] 4 г
▶ПодсказкаСкрыть
Пар над жидкостью остаётся насыщенным при неизменной температуре.
зад 24 Поле двух зарядов
Два точечных отрицательных заряда: \(q_1 = -30\) нКл и \(q_2 = -10\) нКл находятся в вакууме на расстоянии \(L = 0{,}5\) м друг от друга. Определите величину напряжённости электрического поля этих зарядов в точке \(A\), расположенной на прямой, соединяющей заряды, на расстоянии \(2L\) от второго заряда (см. рисунок).

[1)] 105 Н/Кл
[2)] 420 Н/Кл
[3)] 210 Н/Кл
[4)] 375 Н/Кл
▶ПодсказкаСкрыть
Напряжённости полей зарядов складываются векторно; поле точечного заряда \(E = k|q|/r^2\).
зад 25 Фотоэффект на калии
Красная граница фотоэффекта для калия \(\lambda = 0{,}62\) мкм. Какова максимальная скорость фотоэлектронов при облучении калиевого фотокатода светом частотой \(\nu = 8\cdot10^{14}\) Гц?
[1)] 680 км/с
[2)] 16 км/с
[3)] 160 км/с
[4)] 68 км/с
▶ПодсказкаСкрыть
Уравнение Эйнштейна: \(h\nu = A_{\text{вых}} + \dfrac{mv^2}{2}\), где \(A_{\text{вых}} = hc/\lambda_{\text{кр}}\).
зад 26 Изменение силы и импульса
На тело массой \(m\), поступательно движущееся в инерциальной системе отсчёта, действует постоянная равнодействующая сила \(\vec F\) в течение времени \(\Delta t\). Если действующая на тело сила уменьшится, то как изменятся модуль импульса силы, модуль ускорения тела и модуль изменения импульса тела в течение того же промежутка времени \(\Delta t\)? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
[1)] увеличится
[2)] уменьшится
[3)] не изменится
| Модуль импульса равнодействующей силы | Модуль ускорения тела | Модуль изменения импульса тела |
▶ПодсказкаСкрыть
Импульс силы равен \(F\,\Delta t\); ускорение \(a = F/m\); изменение импульса тела равно импульсу силы.
зад 27 Внутреннее сопротивление источника
Неразветвлённая электрическая цепь состоит из источника постоянного напряжения и внешнего сопротивления. Как изменятся при увеличении внутреннего сопротивления источника следующие величины: общее сопротивление цепи; мощность, выделяющаяся на внешнем сопротивлении, и электродвижущая сила источника? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:
[1)] увеличится
[2)] уменьшится
[3)] не изменится
| Общее сопротивление цепи | Мощность, выделяющаяся на внешнем сопротивлении | Электродвижущая сила источника |
▶ПодсказкаСкрыть
Внутреннее сопротивление включается последовательно с внешним; ЭДС источника от него не зависит.
зад 28 Цикл Карно
Температура нагревателя идеального теплового двигателя, работающего по циклу Карно, равна \(T_1\), а температура холодильника равна \(T_2\). За цикл двигатель совершает работу, равную \(A\). Установите соответствие между физическими величинами и формулами, по которым их можно рассчитать. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
| Физические величины | Формулы |
| А) количество теплоты, отдаваемое двигателем за цикл холодильнику | 1) \(\dfrac{T_1-T_2}{T_2}\) |
| Б) КПД двигателя | 2) \(1-\dfrac{T_2}{T_1}\) |
| 3) \(\dfrac{AT_1}{T_1-T_2}\) | |
| 4) \(\dfrac{AT_2}{T_1-T_2}\) |
| А | Б |
▶ПодсказкаСкрыть
КПД Карно: \(\eta = 1 - T_2/T_1\); \(\eta = A/Q_{\text{нагр}}\).
зад 29 Движение частицы в полях
В первой экспериментальной установке отрицательно заряженная частица влетает в однородное электрическое поле так, что вектор \(\vec\upsilon_0\) перпендикулярен напряжённости электрического поля \(\vec E\) (рис. 1). Во второй экспериментальной установке вектор \(\vec\upsilon_0\) той же частицы параллелен индукции магнитного поля \(\vec B\) (рис. 2).

Установите соответствие между экспериментальной установкой и траекторией движения частицы в ней. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
| Движение частицы | Траектория |
| А) в первой установке | 1) прямая линия |
| Б) во второй установке | 2) окружность |
| 3) спираль | |
| 4) парабола |
| А | Б |
▶ПодсказкаСкрыть
В электрическом поле движение с ускорением перпендикулярно скорости; при скорости, параллельной \(\vec B\), сила Лоренца равна нулю.
зад 30 Вспышка лампы у конденсаторов
Два плоских воздушных конденсатора подключены к одинаковым источникам постоянного напряжения и одинаковым лампам, как показано на рисунках а и б. Пластины конденсаторов имеют разную площадь, но расстояние между пластинами в конденсаторах одинаковое (см. рисунок). В некоторый момент времени ключи К в обеих схемах переводят из положения 1 в положение 2. Опираясь на законы электродинамики, объясните, в каком из приведённых опытов при переключении ключа лампа вспыхнет ярче. Сопротивлением соединяющих проводов пренебречь.


▶ПодсказкаСкрыть
Сравни энергии, запасённые в конденсаторах, и учти, что эта энергия выделяется в лампе при разрядке.
▶ОтветСкрыть
В схеме на рис. б лампа вспыхнет ярче.
▶РешениеСкрыть
1. Конденсатор, подключённый к источнику постоянного напряжения, заряжается и накапливает энергию \(W = \dfrac{CU^2}{2}\). 2. Ёмкость плоского воздушного конденсатора \(C = \varepsilon_0\dfrac{S}{d}\). Площадь пластин \(S\) конденсатора на рис. б больше, чем на рис. а, поэтому \(C_2 > C_1\), а значит, и накопленная энергия \(W_2 > W_1\). 3. При переводе ключей в положение 2 конденсаторы отключаются от источников и соединяются с лампами, через лампы кратковременно протекает электрический ток. Энергия электрического поля конденсатора выделяется в лампе в виде света, что приводит к кратковременной вспышке. Так как энергия, накопленная конденсатором \(C_2\), больше, при переключении ключа лампа в схеме на рис. б вспыхнет ярче.
зад 31 Летающий велосипедист
При выполнении трюка «Летающий велосипедист» гонщик движется по гладкому трамплину под действием силы тяжести, начиная движение из состояния покоя с некоторой высоты (см. рисунок). На краю трамплина скорость гонщика направлена под углом \(\alpha = 60°\) к горизонту. Пролетев по воздуху, он приземляется на горизонтальный стол, поднявшись в полёте на высоту \(h\) над краем трамплина. С какой высоты \(H\) начинал движение гонщик?

▶ПодсказкаСкрыть
Высота полёта при броске под углом: \(h = \dfrac{v^2\sin^2\alpha}{2g}\); скорость на краю трамплина найди из закона сохранения энергии.
▶ОтветСкрыть
\(H = \dfrac{4}{3}h\)
▶РешениеСкрыть
Модель гонщика — материальная точка. Полёт — свободное падение с начальной скоростью \(\vec\upsilon\), направленной под углом \(\alpha\) к горизонту. Высота полёта \(h = \dfrac{(\upsilon\sin\alpha)^2}{2g}\). Модуль скорости на краю трамплина определим из закона сохранения механической энергии: \(\dfrac{m\upsilon^2}{2} = mgH\), откуда \(\upsilon^2 = 2gH\). Тогда \(h = H\sin^2\alpha = \dfrac{3}{4}H\), и высота старта \(H = \dfrac{4}{3}h\).
зад 32 Цикл тепловой машины
Цикл тепловой машины, рабочим веществом которой является \(\nu\) молей идеального одноатомного газа, состоит из изотермического расширения, изохорного охлаждения и адиабатического сжатия. Работа, совершённая газом в изотермическом процессе, равна \(A\), а КПД тепловой машины равен \(\eta\). Максимальная температура в этом цикле равна \(T_0\). Определите минимальную температуру \(T\) в этом циклическом процессе.
▶ПодсказкаСкрыть
Тепло отдаётся только в изохорном процессе, где работа газа равна нулю; \(Q = \dfrac{3}{2}\nu R\,\Delta T\).
▶ОтветСкрыть
\(T = T_0 - \dfrac{2(1-\eta)A}{3\nu R}\)
▶РешениеСкрыть
В данном циклическом процессе температура максимальна в изотермическом процессе, становится минимальной в результате изохорного охлаждения, а затем растёт при адиабатическом сжатии. 1. КПД тепловой машины \(\eta = 1 - \dfrac{|Q_{\text{хол}}|}{Q_{\text{нагр}}}\), где \(Q_{\text{нагр}}\) — количество теплоты, полученное рабочим веществом от нагревателя, \(Q_{\text{хол}}\) — количество теплоты, отданное холодильнику. В рассматриваемом цикле газ получает теплоту в изотермическом процессе и отдаёт в изохорном. 2. В изотермическом процессе внутренняя энергия идеального газа не меняется, поэтому по первому закону термодинамики полученная газом теплота равна работе газа: \(Q_{\text{нагр}} = A\). 3. В изохорном процессе газ работу не совершает, и отданная газом теплота равна изменению его внутренней энергии: \(|Q_{\text{хол}}| = \dfrac{3}{2}\nu R\,(T_0 - T)\). Подставляя эти соотношения в выражение для КПД, получаем искомую минимальную температуру: \(T = T_0 - \dfrac{2(1-\eta)A}{3\nu R}\).
зад 33 Нагрев алюминиевого проводника
По однородному цилиндрическому алюминиевому проводнику сечением \(2\cdot10^{-6}\) м\(^2\) пропустили ток 10 А. Определите промежуток времени, в течение которого температура проводника повысится на 10 К. Изменением сопротивления проводника и рассеянием тепла при его нагревании пренебречь. (Удельное сопротивление алюминия \(2{,}5\cdot10^{-8}\) Ом·м.)
▶ПодсказкаСкрыть
Количество теплоты по закону Джоуля–Ленца \(Q = I^2Rt\) равно \(cm\,\Delta T\); масса \(m = \rho_{\text{пл}}lS\).
▶ОтветСкрыть
\(t \approx 39\) с
▶РешениеСкрыть
Количество теплоты согласно закону Джоуля–Ленца: \(Q = I^2Rt\) (1). Это количество теплоты затрачивается на нагревание проводника: \(Q = cm\,\Delta T\) (2), где масса проводника \(m = \rho_{\text{пл}}lS\) (3), \(c\) — удельная теплоёмкость алюминия, \(S\) — площадь поперечного сечения, \(l\) — длина проводника. Сопротивление проводника \(R = \dfrac{\rho_{\text{эл}}l}{S}\) (4). Из (1)–(4) получаем \(t = \dfrac{c\,\rho_{\text{пл}}\,S^2\,\Delta T}{I^2\rho_{\text{эл}}} \approx 39\) с.
зад 34 Рамка в магнитном поле
Квадратную рамку из медной проволоки со стороной \(b = 5\) см и сопротивлением \(R = 0{,}1\) Ом перемещают вдоль оси \(Ox\) по гладкой горизонтальной поверхности с постоянной скоростью \(\upsilon\). Начальное положение рамки изображено на рисунке. За время движения рамка успевает пройти между полюсами магнита и оказаться в области, где магнитное поле отсутствует. Ширина полюсов магнита \(d = 20\) см, магнитное поле имеет резкую границу и однородно между полюсами, а его индукция \(B = 1\) Тл. Возникающие в рамке индукционные токи нагревают проволоку. Чему равна скорость движения рамки, если за время движения в ней выделяется количество теплоты \(Q = 2{,}5\cdot10^{-3}\) Дж?

▶ПодсказкаСкрыть
Ток течёт только при изменении магнитного потока: при входе в поле и при выходе, каждый раз за время \(b/\upsilon\).
▶ОтветСкрыть
\(\upsilon = 1\) м/с
▶РешениеСкрыть
1. При пересечении рамкой границы области поля со скоростью \(\upsilon\) изменяющийся магнитный поток создаёт ЭДС индукции \(\mathcal E_{\text{инд}} = \dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t} = Bb\upsilon\). Сила тока \(I = \dfrac{Bb\upsilon}{R}\). В проволоке выделяется количество теплоты \(Q = I^2Rt\), где \(t\) — время протекания тока. 2. Ток течёт в рамке только во время изменения магнитного потока — при входе в пространство между полюсами и при выходе. Это время \(t = \dfrac{2b}{\upsilon}\). 3. Подставляя значения тока и времени, получаем \(Q = \dfrac{2B^2b^3\upsilon}{R}\), откуда \(\upsilon = \dfrac{QR}{2B^2b^3} = \dfrac{2{,}5\cdot10^{-3}\cdot0{,}1}{2\cdot1\cdot1{,}25\cdot10^{-4}} = 1\) м/с.
зад 35 Длина волны лазерной указки
Число фотонов, излучаемых лазерной указкой мощностью \(P = 2\) мВт за 1 с, равно \(4\cdot10^{15}\). Определите длину волны \(\lambda\) излучения лазерной указки.
▶ПодсказкаСкрыть
Энергия одного фотона \(E = hc/\lambda\); полная энергия за время \(t\) равна \(Pt\).
▶ОтветСкрыть
\(\lambda \approx 400\) нм
▶РешениеСкрыть
1. Для энергии одного фотона \(E_{\text{фот}} = h\nu = \dfrac{hc}{\lambda}\), где \(c\) — скорость света в вакууме. 2. Энергия, излучаемая указкой за время \(t\): \(E_{\text{общ}} = Pt = N E_{\text{фот}}\), где \(N\) — число фотонов, излучаемых за время \(t\). 3. Отсюда длина волны: \(\lambda = \dfrac{Nhc}{Pt} = \dfrac{4\cdot10^{15}\cdot6{,}6\cdot10^{-34}\cdot3\cdot10^{8}}{2\cdot10^{-3}\cdot1} \approx 4\cdot10^{-7}\) м \(= 400\) нм.
Источник: ЕГЭ по физике 2014, реальный вариант, вариант 104 — условия · решения. Задачи перенабраны на botay.pro, решения — по официальным.