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

На рисунке ниже изображена электрическая цепь, состоящая из резисторов $R_1=R$, $R_2=2R$ источника с внутренним сопротивлением $r=R$ и ключа $K$. Когда ключ $K$ разомкнут, на резисторе $R_1$ выделяется мощность $P_1=4,9~\mathrm{Вт}$. Какая мощность выделяется во внешней цепи при замкнутом ключе $K$?

Четыре одинаковых заряда $q$ расположены в одной плоскости в вершинах квадрата со стороной $L$ и удерживаются в равновесии связывающими их не проводящими ток нитями (см. рисунок). Натяжение каждой из нитей $T=13,5\cdot 10^{-3}~\mathrm{Н}$. Чему равна сила отталкивания соседних зарядов $F_0$?

Резистор сопротивлением $R$ подключен к контактам батарейки с некоторым внутренним сопротивлением. При этом через батарейку течет ток $I_1$. Второй такой же резистор подключают параллельно первому, в результате чего сила тока, протекающего через батарейку, изменяется в $1,2$ раза. Затем второй резистор отсоединяют и включают в цепь последовательно с первым, ток через батарейку при этом становится равным $I_3$. Найдите отношение токов $\frac{I_3}{I_1}$.

К источнику тока с отличным от нуля внутренним сопротивлением 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.

К источнику постоянного тока серединами своих сторон подключили квадратную рамку с длиной стороны $l=15$ см (см. рисунок). На участке $AC$ течет ток $I=3$ А. Сопротивление всех сторон рамки одинаково. Результирующая сила Ампера, действующая на рамку в однородном магнитном поле, вектор индукции которого направлен перпендикулярно плоскости рамки, $F=100$ мН. Найдите модуль вектора индукции магнитного поля $B$. Необходимо сделать рисунок с указанием сил Ампера, действующих на все стороны рамки.

231026

К источнику тока с внутренним сопротивлением $r=3$ Ом подключили реостат. Если сопротивление реостата принимает значения $R_1$ и $R_2=16R_1$, то на реостате выделяется одна и та же тепловая мощность. Найдите $R_2$.

231027

Какую силу тока покажет амперметр, включенный в схему, если, не меняя значения приложенного напряжения, изменить его полярность? Сопротивления резисторов: $R_1=10$ Ом, $R_2=50$ Ом, $R_3=20$ Ом. До изменения полярности амперметр показывал $I=2$ A. Диоды считать идеальными.

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?

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?

Квадратная рамка из медного провода, помещена в однородное поле электромагнита. На рисунке приведён график зависимости от времени$t$для проекции$B_n$вектора индукции рамки. Удельное сопротивление меди$\rho= 1, 7 \cdot 10^{-8}\ Ом\cdot м.$Длина стороны рамки$l = 10\ см,$ площадь поперечного сечения провода$S_0=2\ мм^2.$За какое время$\tau$в рамке выделится количество теплоты$Q = 3\cdot 10^4\ Дж?$

231023

На рисунке ниже изображена схема электрической цепи, в которой сопротивление резистора $R_1=5$ Ом. После того как этот резистор заменили другим, сопротивлением $R_2$, модуль напряженности электрического поля между пластинами плоского конденсатора уменьшился в $1,2$ раза. Найдите $R_2$, если внутреннее сопротивление источника тока равно $0,5$ Ом.

Во внешнем однородном магнитном поле перпендикулярно вектору магнитной индукции располагается плоский контур с источником постоянного тока (см. рисунок). Определите, во сколько раз увеличится мощность тока в контуре после того, как поле начнет увеличиваться со скоростью $0,02$ Тл/с. ЭДС источника равна $20$ мВ, площадь контура $0,2$ м$^2$.

Горизонтальный проводящий стержень прямоугольного сечения поступательно движется с ускорением вверх по гладкой наклонной плоскости в вертикальном однородном магнитном поле (см. рис.). По стержню протекает ток $I=4$ А. Угол наклона плоскости $\alpha=30^\circ$. Отношение массы стержня к его длине $\frac{m}{l}=0,1$ кг/м.  Модуль индукции магнитного поля $B=0,2$ Тл. Чему равно ускорение стержня?

23573

К батарее подключают резистор, сопротивление которого $2,8$ Ом, при этом по цепи течет ток $4$ А. Чему равны ЭДС и внутреннее сопротивление батареи, если при коротком замыкании сила тока в цепи равна $24$ А?

Электрическая цепь состоит из источника тока и реостата. $ЭДС$ источника $\mathcal{E} = 6 \space \text{В},$ его внутреннее сопротивление $r = 2 \space \text{Ом}.$ Сопротивление реостата можно изменять в пределах от $1 \space \text{Ом}$ до $5 \space \text{Ом}.$ Чему равна максимальная мощность тока, выделяемая на реостате?

В цепи, изображенной на рисунке, сопротивления резисторов равны между собой: $R_1 = R_2 = R_3 = R.$ При разомкнутом ключе $K$ через резистор $R_3$ течет ток $I_0 = 1.4 \space \text{А}$. Загорится ли лампа после замыкания ключа, если она загорается при силе тока $I_{\text{заж}} = 0.5 \space \text{А}?$ Сопротивление лампы в этом режиме $R_{\text{л}} = 3R.$ Внутренним сопротивлением источника пренебречь, диод считать идеальным.

На рисунке изображена электрическая цепь, состоящая из резисторов $R_1 = R,$ $R_2 = 2R,$ источника с внутренним сопротивлением $r = R$ и ключа $K.$ Когда ключ $K$ разомкнут, на резисторе $R_1$ выделяется мощность $P_1 = 4.9 \space Вт.$ Какая мощность выделяется во внешней цепи при замкнутом ключе $K?$

В электрической цепи, схема которой изображена на рисунке, ключ $K$ сначала был разомкнут, а затем его замкнули. На сколько после этого изменилась тепловая мощность $P,$ выделяющаяся в резисторе сопротивлением $R_1 = 10 \space \text{Ом},$ если $ЭДС$ батарейки равна $\mathcal{E} = 12 \space \text{В},$ ее внутреннее сопротивление $r = 2 \space \text{Ом},$ а сопротивление резистора $R_2 = 15 \space \text{Ом}.$ Ответ дайте с учетом знака.

Электрический чайник состоит из трех одинаковых нагревательных спиралей. Если все три спирали соединить параллельно, то вода в чайнике закипит через $3$ минуты. Через какое время закипит та же масса воды, если спирали соединить как показано на рисунке? Напряжение источника, а также начальная температура воды в обоих случаях одинаковы. Теплообменом с окружающей средой пренебречь.

В цепи, изображенной на рисунке, сопротивление диодов в прямом направлении пренебрежимо мало, а в обратном многократно превышает сопротивление резисторов. При подключении к точке $A$ положительного, а к точке $B$ отрицательного полюса батареи с $ЭДС$ $\mathcal{E} = 12 \space \text{В}$ и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением, потребляемая мощность равна $P_1 = 7.2 \space \text{Вт}.$ При изменении полярности подключения батареи потребляемая мощность оказалось равной $P_2 = 14.4 \space \text{Вт}.$ Укажите условия протекания тока через диоды и резисторы в обоих случаях и определите сопротивление резисторов в этой цепи.

В электрическом чайнике есть три одинаковых нагревательных спирали. Если все три спирали соединить параллельно, то вода в чайнике закипит через $4$ минуты. Через сколько минут закипит вода в чайнике, если нагревательные спирали соединить так, как показано на рисунке? Масса воды, начальная температура воды, а также напряжение на идеальном источнике в обоих случаях одинаковы.