Банк заданий
ЕГЭ по физике Задание №25 Электродинамика. Расчётная задача повышенного уровня сложности

На рисунке ниже изображена схема цепи, в которой по очереди через длительные промежутки времени, после того как конденсаторы успеют зарядиться, замыкают ключи$К_1$-$К_5$. Найдите количество теплоты, которое выделится в этой цепи после замыкания всех ключей. Цепь имеет следующие характеристики:$R = 150$$Ом,$$C = 3$$мкФ,$$U = 20$$В.$

23725

Проволочная рамка в форме полуокружности радиусом $r=4$ см, содержащая $N=20$ витков провода вращается в зазоре между полюсами электромагнита с угловой скоростью $\omega=50$ с$^{-1}$. Ось вращения рамки проходит вдоль оси $O$ рамки и находится вблизи края области с постоянным однородным магнитным полем с индукцией $B=1$ Тл (см. рисунок), линии которого перпендикулярны плоскости рамки. Концы обмотки рамки замкнуты через скользящие контакты на резистор с сопротивлением $R=10$ Ом. Найдите тепловую мощность, выделяющуюся в резисторе. Сопротивлением рамки можно пренебречь.

Емкость плоского конденсатора, заполненного диэлектриком с диэлектрической проницаемостью$5$, равна$C = 1000$$пФ.$Он присоединен к источнику постоянного напряжения$U$. Совершая работу$A_{пл} = 1$$мкДж,$диэлектрическую пластину медленно извлекают из конденсатора таким образом, что он остается соединенным с источником. Найдите$U$. Считать, что трения при удалении пластины из конденсатора не происходит.

Плоские конденсаторы с одинаковыми геометрическими параметрами$C_1~и~C_2$были соединены параллельно и заряжены до напряжения$U.$ Конденсаторы отключили от источника, разомкнув ключ$К$(см. рисунок). Пространство между обкладками конденсаторов заполнено жидкими диэлектриками с диэлектрическими проницаемостями$\varepsilon$и$2\varepsilon$ соответственно. Найдите разность потенциалов между обкладками, если из правого конденсатора вытечет диэлектрик.

К конденсатору переменной емкости, расстояние между пластинами которого можно менять, через резистор подключают источник постоянного напряжения с ЭДС$200$$В$(см. рисунок). Пластины медленно раздвигают. Найдите работу, которая совершается против сил притяжения пластин, если за время движения пластин на резисторе выделяется количество теплоты$20$$мкДж,$а заряд конденсатора изменяется на$2$$мкКл.$

23И746

В идеальном колебательном контуре, состоящем из конденсатора и катушки индуктивности, происходят свободные незатухающие колебания, период которых $T=9,42$ мкс. Известно, что амплитуда колебаний силы тока соответствует $I_0=13$ мА, а в момент времени $t$ сила тока в катушке $I=5$ мА. Определите заряд на обкладках конденсатора в этот момент.

23И745

Ион с зарядом $q=3,2\cdot 10^{-19}$ Кл и массой $m=1,5\cdot 10^{-25}$ кг проходит ускоряющую разность потенциалов $U=10^3$ В и после этого попадает в однородное магнитное поле, в котором движется по окружности радиусом $R=0,3$ м. Определите модуль индукции $B$ магнитного поля. Считать, что установка находится в вакууме. Силой тяжести и скоростью иона до прохождения ускоряющей разности потенциалов пренебречь.

Резистор и два последовательно соединенных конденсатора емкостями$C_1=2$$мкФ$и$C_2=4$$мкФ$подключены к источнику напряжения, причем внутреннее сопротивление источника в$2$раза меньше сопротивления резистора. Определите ЭДС источника, если заряд на конденсаторе$C_1$составляет $q=200$$мкКл.$

23599

На рисунке приведена принципиальная схема электрической цепи, состоящей из идеального источника, напряжение на клеммах которого \(U=5\) В, четырех резисторов \(R_1=2\) Ом, \(R_2=3\) Ом, \(R_3=4\) Ом и \(R_4=8\) Ом и конденсатора \(C=15\) мкФ. Определите модуль заряда на обкладках конденсатора.

https://bank-ege.ru/ege/fizika/task/info10107

23И742

В электрической цепи, показанной на рисунке, ключ $К$ длительное время замкнут, $\varepsilon=6$ В, $r=2$ Ом, $L=1$ мГн. В момент $t=0$ ключ $К$ размыкают. Амплитуда напряжения на конденсаторе в ходе возникших в контуре электромагнитных колебаний равна ЭДС источника. В какой момент времени напряжение на конденсаторе в первый раз достигнет значения $\varepsilon$? Сопротивлением проводов и активным сопротивлением катушки индуктивности пренебречь.

Д28

Незаряженный конденсатор емкостью $C=0,1$ мкФ подключают к источнику тока по схеме, показанной на рисунке. Сопротивление резистора $R=500$ Ом, сопротивлением проводов и внутренним сопротивлением источника можно пренебречь. После замыкания ключа $K$ на резисторе выделяется количество теплоты, равное $7,2$ мкДж. Чему равна ЭДС источника?

23И743

В однородном электрическом и магнитном полях движется точечный отрицательный заряд $q=-2,5\cdot 10^{-12}$ Кл. Напряженность электрического поля $E=2000$ В/м, а индукция магнитного поля $B=0,04$ Тл. В некоторый момент времени скорость заряда равна $v = 10^5$ м/с и лежит в плоскости векторов $\vec{B}$ и $\vec{E}$. Вектор скорости при этом перпендикулярен вектору напряженности и составляет с вектором магнитной индукции угол $\alpha=45^\circ$. Найдите величину результирующей силы, действующей на заряд со стороны электромагнитного поля в этот момент времени.

Электрон вылетает из электронной пушки и попадает в однородное магнитное поле с индукцией $B=0,4\ Тл.$ Угол между направлением скорости и вектором магнитной индукции равен $45^\circ.$ Ускорение электрона в магнитном поле равно $a=6,13\cdot 10^{17}\ м/с^2.$Найдите ускоряющее напряжение электронной пушки.

23998

В лаборатории проводится опыт: сосуд заполняют керосином и опускают в него заряженный железный кубик с длиной ребра $a$. При создании в керосине вертикального электрического поля с модулем напряженности $E_1=4,5\cdot 10^6$ В/м кубик будет находиться в равновесном состоянии, не касаясь дна и стенок сосуда. Чему равен модуль напряженности электрического поля $E_2$, создание которого необходимо для наблюдения подобного результата с алюминиевым кубиком того же заряда и размера?

23И841

В результате $\alpha$-распада ядро покоящегося нейтрального атома, находящегося в однородном магнитном поле, образуются $\alpha$-частица и тяжелый ион нового элемента. Заряд $\alpha$-частицы равен $2e$, а ее масса равна $m$, масса тяжелого иона равна $M$. Энергия $\Delta E$, выделившаяся при $\alpha$-распаде, целиком переходит в кинетическую энергию продуктов реакции. Трек $\alpha$-частицы находится в плоскости, перпендикулярной направлению магнитного поля. Начальная часть трека напоминает дугу окружности радиуса $R$. Чему равна индукция магнитного поля?

Ион с зарядом $q=3,2\cdot 10^{-19}~\mathrm{Кл}$ и массой $m=1,5\cdot 10^{-25}~\mathrm{кг}$ проходит ускоряющую разность потенциалов $U=10^3~\mathrm{В}$ и после этого попадает в однородное магнитное поле с индукцией $B=0,2~\mathrm{Тл}$, в котором движется по окружности. Определите радиус окружности, по которой ион движется в магнитном поле. Считать, что установка находится в вакууме. Силой тяжести и скоростью иона до прохождения ускоряющей разности потенциалов пренебречь.

23574

Цепь, схема которой показана на рисунке, состоит из источника тока с пренебрежимо малым внутренним сопротивлением и двух резисторов, соединенных последовательно. В начальном положении ключ размокнут, при этом на резисторе $R_1$ выделяется мощность $P_1=5$ Вт, а на резисторе $R_2-P_2=1$ Вт. Далее ключ замыкают. Какая мощность $P_2'$ выделяется на резисторе $R_2$ после замыкания ключа?

23576

К источнику тока с ЭДС $\varepsilon=80$ В и внутренним сопротивлением $r=2$ Ом подключены две пары резисторов согласно принципиальной схеме, показанной на рисунке. Первую пару образуют два одинаковых резистора с сопротивлением $R_1=24$ Ом, вторую – два одинаковых резистора с сопротивлением $R_2=12$ Ом. Какая тепловая мощность выделяется на каждом из резисторов второй пары?

23577

К источнику тока с внутренним сопротивлением $r=0,125$ Ом подключен реостат. Графическая зависимость мощности, выделяемой на реостате, от силы тока, изменяемой при движении ползунка реостата, представлена на рисунке. Определите, чему равна ЭДС источника, и объясните, используя физические законы, почему приведенный график является параболой.

23581

Зависимость силы тока через светодиод $D$ от приложенного к нему напряжения изображена на рисунке $1$, а на рисунке $2$ показана схема цепи, в которую он включен. Напряжение на светодиоде почти не зависит от силы тока через него в интервале значений $0,1~А\leqslant I\leqslant 0,4$ А. Также в цепи присутствует резистор $R$, который последовательно соединен с диодом и подключен к источнику с ЭДС $\varepsilon_1=12$ В. Сила тока в цепи равна $0,2$ А. Далее источник меняют на другой, вследствие чего сила тока, текущего через диод, стала равна $0,1$ А. Найдите ЭДС второго источника $\varepsilon_2$. Внутренним сопротивлением источников пренебречь.

В сеть включили последовательно электрический чайник и казан разной емкости, потребляющие мощности $1500\ Вт$ и $750\ Вт$ соответственно. Вода в них закипает одновременно через $3\ мин.$ На сколько будет отличаться время закипания воды, если их подключить параллельно?

Электрон по винтовой линии движется в однородном магнитном поле. Скорость электрона равна $1100\ км/с,$ радиус винтовой линии $10\ см,$ шаг винта $25\ см.$ Найдите индукцию магнитного поля.

23725

Пловец, находящийся в бассейне на некоторой глубине, смотрит вверх и видит друга, стоящего на краю бассейна. Ступни друга находятся на уровне воды, а его голова видна пловцу под углом $\varphi=25^\circ$ к вертикали. Чему равна глубина погружения пловца, если расстояние по горизонтали от глаз пловца до ступней друга $4$ м, а его рост $1,8$ м? Показатель преломления на границе раздела сред воздух – вода принять равным $\frac{4}{3}$.

238619

В ходе эксперимента с помощью тонкой рассеивающей линзы получают в $5$ раз уменьшенное изображение предмета, находящееся на расстоянии $f=8$ см от линзы. Чему равен модуль фокусного расстояния линзы?

На рисунке представлена схема электрической цепи. Перед ее исследованием ключ$К$длительное время находится в замкнутом положении. Батарея обладает ЭДС$\varepsilon=12$$В,$а отношение сопротивления лампы к внутреннему сопротивлению батареи соответствует величине$k=\dfrac{r}{R}=0,2.$Определите заряд на конденсаторе до размыкания ключа, если на резисторе в ходе полной разрядки конденсатора после размыкания ключа выделяется$Q=10\ мкДж.$