На рисунке показана схема электрической цепи, состоящей из источника постоянного напряжения с ЭДС \(\varepsilon=24~\mathrm{В}\) и четырех резисторов сопротивлениями \(R_1=20~\mathrm{Ом}\), \(R_2=20~\mathrm{Ом}\), \(R_3=30~\mathrm{Ом}\), \(R_4=28~\mathrm{Ом}\). Внутренним сопротивлением источника пренебречь. Из приведенного ниже списка выберите все правильные утверждения. 1) Общее сопротивление всех резисторов равно \(60~\mathrm{Ом}\). 2) Напряжение на резисторе \(R_1\) меньше, чем на резисторе \(R_2\). 3) Сила тока в резисторе \(R_4\) равна \(0,4~\mathrm{А}\). 4) Тепловая мощность, выделяющаяся на резисторе \(R_3\), больше, чем на резисторе \(R_2\). 5) Напряжение на резисторе \(R_4\) больше \(12~\mathrm{В}\).

1) Верно. Сопротивление параллельно соединенных резисторов \(R_2\) и \(R_3\): \(R_{23}=\frac{R_2R_3}{R_2+R_3}=\frac{20\cdot 30}{20+30}=\frac{600}{50}=12~\mathrm{Ом}\). Общее сопротивление всех резисторов: \(R_{\mathrm{общ}}=R_1+R_{23}+R_4=20+12+28=60~\mathrm{Ом}\). 2) Неверно. Общая сила тока в цепи: \(I=\frac{\varepsilon}{R_{\mathrm{общ}}}=\frac{24}{60}=\frac{4}{10}=0,4~\mathrm{А}\). Так как резисторы \(R_2\) и \(R_3\) соединены параллельно, напряжения на них одинаковы: \(I_2R_2=I_3R_3;~I_2\cdot 20=I_3\cdot 30\Rightarrow I_3=\frac{2}{3}I_2\). Общий ток в цепи: \(I=I_2+I_3;~I=I_2+\frac{2}{3}I_2;~I=\frac{5}{3}I_2\). Сила тока через резистор \(R_2\): \(I_2=\frac{3}{5}=\frac{3}{5}\cdot 0,4=0,24~\mathrm{А}\). Напряжения на резисторах \(R_1\) и \(R_2\): \(U_{R1}=IR_1=0,4\cdot 20=8~\mathrm{В};~U_{R2}=I_2R_2=0,24\cdot 20=4,8~\mathrm{В}\). 3) Верно. Сила тока в резисторе \(R_4\) равна \(0,4~\mathrm{А}\). 4) Неверно. Мощность, выделяющаяся на резисторах \(R_2\) и \(R_3\): \(P_2=\frac{U^2}{R_2};~P_3=\frac{U^2}{R_3}\). Отношение мощностей: \(\frac{P_3}{P_2}=\frac{R_2}{R_3}=\frac{20}{30}<1\Rightarrow P_3<P_2\). 5) Неверно. Напряжение на резисторе \(R_4\): \(U_4=IR_4=0,4\cdot 28=11,2~\mathrm{В}\).

В электрическую цепь, состоящую из реостата и источника тока, включена катушка № \(1\). Катушка № \(2\) помещена внутрь катушки № \(1\), ее обмотка замкнута (см. рисунок). Из приведенного ниже списка выберите все правильные утверждения, характеризующие процессы в цепи и катушках при перемещении ползунка реостата вправо. 1) Магнитный поток, пронизывающий катушку № \(2\), уменьшается. 2) Сила тока в катушке № \(1\) увеличивается. 3) В катушке № \(2\) индукционный ток направлен по часовой стрелке. 4) Вектор магнитной индукции, созданной катушкой № \(1\), в центре этой катушки направлен к наблюдателю. 5) Вектор магнитной индукции, созданной катушкой № \(2\), в центре этой катушки направлен от наблюдателя.

При перемещении ползунка реостата вправо его сопротивление по формуле \(\uparrow R=\frac{\rho l\uparrow }{S}\) увеличивается. Сила тока в катушке № \(1\) по формуле \(\downarrow I=\frac{\varepsilon}{\uparrow R+r}\) уменьшается. Магнитный поток в катушке № \(1\) по формуле \(\downarrow Ф_1=LI\downarrow\) уменьшается. В катушке № \(2\) возникает индукционный ток, препятствующий уменьшению магнитного потока сквозь нее, направленный по часовой стрелке. 1) Ранее доказали это – верно. 2) Сила тока в катушке № \(1\) уменьшается – неверно. 3) Да, это так – верно. 4) Вектор магнитной индукции, созданной катушкой № \(1\), в центре этой катушки направлен от наблюдателя, а не к наблюдателю – неверно. 5) Это действительно так – верно.

Катушка № \(1\) включена в электрическую цепь, состоящую из источника напряжения и реостата. Катушка № \(2\) помещена внутрь катушки № \(1\) и замкнута (см. рисунок). Из приведенного ниже списка выберите все правильные утверждения, характеризующих процессы в цепи и катушках при перемещении ползунка реостата влево. 1) Магнитный поток, пронизывающий катушку № \(2\), увеличивается. 2) Вектор индукции магнитного поля, созданного катушкой № \(2\), в центре этой катушки направлен от наблюдателя. 3) Вектор индукции магнитного поля, созданного катушкой № \(1\), увеличивается. 4) В катушке № \(2\) индукционный ток направлен по часовой стрелке. 5) Сила тока в катушке № \(1\) увеличивается.

При перемещении ползунка реостата влево его сопротивление по формуле \(\uparrow R=\frac{\rho l\uparrow }{S}\) увеличится. По формуле \(\downarrow I=\frac{\varepsilon}{\uparrow R+r}\) сила тока уменьшится. По правилу правой руки внешняя катушка создает магнитное поле, направленное от наблюдателя. При уменьшении силы тока уменьшается магнитный поток \(\downarrow Ф=LI\downarrow=\downarrow BSN\). В катушке \(2\) создается индукционный ток, препятствующий изменению магнитного потока, он направлен по часовой стрелке. 1) Неверно, магнитный поток уменьшается. 2) Верно. 3) Неверно, вектор \(\vec{B}\) уменьшается. 4) Верно. 5) Неверно.

Плоский воздушный конденсатор емкостью \(C_0\), подключенный к источнику постоянного напряжения, состоит из двух металлических пластин. Площадь перекрытия пластин меняется со временем так, как показано на графике. Выберите все верные утверждения, соответствующие описанию опыта. 1) В интервале времени от \(0\) до \(t_3\) напряженность электрического поля между пластинами конденсатора не изменяется. 2) В интервале времени от \(t_1\) до \(t_3\) напряженность электрического поля между пластинами конденсатора увеличивается в \(2\) раза. 3) В момент времени \(t_4\) заряд конденсатора увеличился в \(5\) раз по сравнению с первоначальным. 4) Емкость конденсатора в течение всего времени наблюдения уменьшается. 5) Энергия конденсатора в течение всего времени наблюдения не изменяется.

1) Верно. Так как конденсатор подключен к источнику постоянного напряжения, \(U-const\). Напряженность электрического поля между пластинами конденсатора по формуле \(E=\frac{U}{d}\) в интервале времени от \(0\) до \(t_3\) не изменяется. 2) Неверно. Ранее доказали, что напряженность электрического поля между пластинами конденсатора со временем не изменяется. 3) Верно. Емкость конденсатора по формуле \(\uparrow_{\mathrm{в~5}}С=\frac{\varepsilon \varepsilon_0S\uparrow_{\mathrm{в~5}}}{d}\) в момент времени \(t_4\) увеличится в \(5\) раз по сравнению с первоначальной. Заряд конденсатора по формуле \(\uparrow_{\mathrm{в~5}}q=CU\uparrow_{\mathrm{в~5}}\) также возрастет в \(5\) раз. 4) Неверно. Емкость конденсатора в течение всего времени наблюдения увеличивается с ростом площади перекрытия его пластин. 5) Неверно. Энергия конденсатора по формуле \(\uparrow W=\frac{\uparrow CU^2}{2}\) в течение всего времени наблюдения увеличивается.

По П-образному проводнику, находящемуся в однородном магнитном поле, перпендикулярном плоскости проводника, скользит проводящая перемычка (см. рисунок). На графике приведена зависимость площади образованного контура от времени. Пренебрегая сопротивлением проводника, выберите все верные утверждения о результатах этого опыта. 1) В момент времени \(1\) с сила Ампера, действующая на перемычку, направлена вправо. 2) В интервале времени от \(2\) до \(4\) с по перемычке не течет ток. 3) В интервале времени от \(4\) до \(5\) с по перемычке протекает наибольший ток. 4) Поскольку рельсы гладкие, на протяжении опыта к перемычке не прикладывается сила. 5) В интервале времени от \(4\) до \(5\) с модуль ЭДС индукции, возникающей в контуре, минимален.

1) По графику видно, что в момент времени \(1\) с площадь замкнутого контура увеличивается, значит, перемычка движется вправо. По правилу Ленца в контуре возникает индукционный ток, направленный таким образом, чтобы действующая на перемычку сила Ампера препятствовала возрастанию площади контура. По правилу левой руки сила Ампера, действующая на перемычку, будет направлена влево – неверно. 2) В заданном интервале времени площадь контура не изменяется. \(S-const\Rightarrow Ф=BScos\alpha=B_nS-const\Rightarrow \varepsilon_i=0\Rightarrow I=0\) – ток по перемычке не течет – верно. 3) ЭДС индукции в контуре: \(IR=\left | \varepsilon_i \right |=\frac{\left | \Delta Ф \right |}{\Delta t}=\frac{B \left | \Delta S \right |}{\Delta t}\). Таким образом, возникающий в перемычке ток будет максимален в тот момент времени, где максимален модуль изменения площади контура, что соответствует по графику интервалу времени от \(4\) до \(5\) с – верно. 4) Чтобы площадь замкнутого контура изменялась, к перемычке нужно прикладывать некоторую силу – неверно. 5) Модуль ЭДС индукции, возникающей в контуре, минимален и равен нулю в интервале от \(2\) до \(4\) с – неверно.