Банк заданий
ЕГЭ по физике Задание №21 Молекулярная физика и электродинамика. Качественная задача, Электрическое поле

В трех вершинах квадрата $ABCD$ закреплены точечные заряды $+q>0,$ $-q$ и $+2q$ соответственно (см. рисунок). Опираясь на законы электродинамики, определите, как изменится направление напряженности результирующего электростатического поля в центре квадрата, если заряд $-q$ переместить из вершины $B$ в вершину $D?$Сделайте рисунки, на которых постройте векторы напряженности результирующего электростатического поля в центре квадрата для двух случаев расположения зарядов.

На невесомой нерастяжимой шелковой нити, прикрепленной к потолку, подвесили незаряженный свинцовый цилиндрик, тонкостенный и полый внутри. Около него на изолирующей подставке расположили металлическую пластину, на которую подали положительный заряд, подключив ее к клемме высоковольтного выпрямителя. После подачи заряда на пластину цилиндр пришел в движение. Опишите его движение, опираясь на физические законы.

Над горизонтальной равномерно заряженной отрицательным зарядом пластиной находится маленький медный незаряженный шарик, подвешенный на непроводящей нити к потолку. Шарика касаются отрицательно заряженной палочкой. Объясните, как после данного действия изменится частота свободных колебаний шарика, опираясь на законы механики и электродинамики. Считать, что длина нити во много раз меньше размеров пластины.

На рис. 1 представлено оборудование, с помощью которого преподаватель собрал модель плоского конденсатора (рис. 2). Нижнюю пластину конденсатора он зарядил положительным зарядом, а корпус электрометра заземлил. Верхняя пластина конденсатора, соединенная с корпусом электрометра, приобрела отрицательный заряд, который по модулю равен заряду нижней пластины. После этого преподаватель совместил пластины одну с другой и уменьшил расстояние между ними (рис. 3). Как изменились при этом показания электрометра (увеличились, уменьшились, не изменились)? Ответ поясните, указав какие явления и закономерности Вы использовали для объяснения. Показания электрометра в данном опыте прямо пропорциональны разности потенциалов между пластинами конденсатора.

Если потереть эбонитовую палочку шерстью, то она электризуется, приобретая отрицательный заряд, и стрелка электрометра при поднесении палочки к его шару отклоняется, а при удалении палочки – возвращается к начальному (неотклоненному) состоянию. Если же коснуться рукой металлического корпуса электрометра в момент поднесения к нему наэлектризованной палочки, а затем сразу убрать ее, то после удаления палочки отклонение стрелки остается, пусть и меньшее по величине. Объясните, основываясь на известных физических законах и закономерностях, почему это происходит.

Электрометр состоит из цилиндрического металлического корпуса, расположенного на изолирующей подставке, со стеклянными передней и задней стенками (см. рисунок). Внутрь корпуса сверху через изолирующую втулку входит металлическая трубка, которая заканчивается внизу стержнем. На стержне установлена легкоподвижная стрелка, способная вращаться вокруг горизонтальной оси. Отклонение стрелки, определяемое по шкале электрометра, которая установлена внутри корпуса, зависит от величины заряда. Заряженные тела подносят к металлическому шару, прикрепленному наверху трубки, что находится снаружи корпуса.

Крупная шарообразная полость, заполненная воздухом, находится в нижней половине незаряженного металлического шара. Шар находится в воздухе вдали от других предметов. Отрицательный точечный заряд $q<0$ расположен в центре полости. Нарисуйте картину линий напряженности электростатического поля внутри полости, внутри проводника и снаружи шара. Если поле отсутствует, напишите в данной области $\vec{E}=0$. Если поле отлично от нуля, нарисуйте картину поля в данной области, используя восемь линий напряженности. Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

Две пластины плоского конденсатора установлены на изолирующих подставках. Левую пластину конденсатора соединяют со стержнем электрометра, а корпус электрометра, с которым соединена правая пластина, заземляют. Далее левой пластине сообщают положительный заряд. Как изменяются показания электрометра с пренебрежимо малой емкостью при увеличении расстояния между пластинами? Ответ поясните, указав какие явления и закономерности Вы использовали для объяснения. Показания электрометра прямо пропорциональны разности потенциалов между пластинами конденсатора.

В нижней половине незаряженного металлического шара находится сферическая полость, заполненная воздухом. В центр полости помещен положительный точечный заряд $q > 0.$

Шар находится вдали от других объектов. Изобразите картину силовых линий электростатического поля.

В вакуумной камере созданы однородные взаимно перпендикулярные электрическое $(\vec{E})$ и магнитное $( \vec{B} )$ поля. Протон влетает в камеру со скоростью $\vec{v},$ перпендикулярной обоим полям. При определенных значениях $E$ и $B$ протон движется прямолинейно.

Определите, как изменится начальный участок траектории протона при увеличении его скорости. Ответ обоснуйте, используя физические законы.

Металлический шарик находится на заземленной металлической пластине. Над ним параллельно земле расположена вторая пластина, подключенная к отрицательному полюсу высоковольтного выпрямителя. Опишите движение шарика, используя законы механики и электростатики.

Два незаряженных электрометра соединены металлическим стержнем с изолирующей ручкой. К первому электрометру подносят отрицательно заряженную палочку, не касаясь его. Затем сначала убирают соединяющий стержень, и только потом — заряженную палочку. Объясните распределение зарядов на электрометрах после завершения всех действий.

На заземленной металлической пластине лежит небольшой металлический шарик. Над ним параллельно расположена вторая пластина, подключенная к отрицательному полюсу высоковольтного источника. Опишите движение шарика, используя законы механики и электростатики.

Маленький незаряженный шарик, подвешенный на непроводящей нити, помещён над горизонтальной диэлектрической пластиной, равномерно заряженной положительным зарядом. Размеры пластины во много раз превышают длину нити. Опираясь на законы механики и электродинамики, объясните, как изменится частота малых свободных колебаний шарика, если ему сообщить отрицательный заряд.

В левой половине незаряженного металлического шара располагается крупная шарообразная полость, заполненная воздухом. Шар находится в воздухе вдали от других предметов. В центр полости помещен отрицательный точечный заряд $q < 0$ (см. рисунок). Нарисуйте картину линий напряженности электростатического поля внутри полости, внутри проводника и снаружи шара. Если поле отсутствует, напишите в данной области:$Е = 0.$ Если поле отлично от нуля, нарисуйте картину поля в данной области, используя восемь линий напряжённости. Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

В нижней половине незаряженного металлического шара располагается крупная шарообразная полость, заполненная воздухом. Шар находится в воздухе вдали от других предметов. В центр полости помещён положительный точечный заряд $q>0$ (см. рис.). Нарисуйте картину линий напряжённости электростатического поля внутри полости, внутри проводника и снаружи шара. Если поле отсутствует, напишите в данной области: $\overrightarrow{Е}=0.$ Если поле отлично от нуля, нарисуйте картину поля в данной области, используя восемь линий напряжённости. Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

Маленький незаряженный шарик, подвешенный на непроводящей нити, помещён над горизонтальной диэлектрической пластиной, равномерно заряженной положительным зарядом. Размеры пластины во много раз превышают длину нити. Опираясь на законы механики и электродинамики, объясните, как изменится период малых свободных колебаний шарика, если ему сообщить отрицательный заряд.

Между двумя металлическими близко расположенными вертикальными пластинами, укреплёнными на изолирующих подставках, подвесили на длинной шёлковой нити лёгкую металлическую незаряженную гильзу (см. рис.). Когда к пластинам приложили постоянное высокое напряжение, гильза пришла в движение. Опираясь на законы электростатики и механики, опишите движение гильзы и объясните его.

Между двумя металлическими близко расположенными вертикальными пластинами, укреплёнными на изолирующих подставках, подвесили на длинной шёлковой нити лёгкую металлическую незаряженную гильзу (см. рис.). Когда к пластинам приложили постоянное высокое напряжение, гильза пришла в движение. Опираясь на законы электростатики и механики, опишите движение гильзы и объясните его.

Плоский воздушный конденсатор подключили к источнику постоянного напряжения и зарядили, а затем отключили от источника. После этого пространство между пластинами изолированного конденсатора полностью заполнили диэлектриком с относительной диэлектрической проницаемостью $\varepsilon=2,5.$ Во сколько раз при этом изменилась энергия электрического поля, накопленная конденсатором? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

Лёгкий незаряженный шарик из металлической фольги, подвешенный на шёлковой нити, поместили между пластинами плоского конденсатора, подключённого к источнику тока (см. рис.). Опишите поведение шарика, указав явления и закономерности, которые вы при этом использовали.

Около небольшой металлической пластины, укреплённой на изолирующей подставке, подвесили на длинной шёлковой нити лёгкую металлическую незаряженную гильзу (см. рисунок). Когда пластину подсоединили к клемме высоковольтного выпрямителя, подав на неё положительный заряд, гильза пришла в движение. Опишите движение гильзы и объясните его, указав, какими физическими явлениями и закономерностями оно вызвано.

Между двумя металлическими близко расположенными пластинами, укреплёнными на изолирующих подставках, подвесили на шёлковой нити лёгкий незаряженный шарик из фольги (см. рисунок). Когда пластины подсоединили к разноимённым клеммам высоковольтного источника напряжения, шарик пришёл в движение. Опишите движение шарика и объясните его. В ответе укажите, какие физические явления и закономерности Вы использовали для объяснения.