Две маленькие закрепленные бусинки, расположенные в точках \(A\) и \(B,\) несут заряды \(+q\) и \(+4q\) соответственно. Точка \(C\) лежит на отрезке \(AB\) и при этом \(AC = \tfrac{1}{2}BC.\) Из приведенного ниже списка выберите все верные утверждения, соответствующие приведенным данным: \(1)\) Модуль силы Кулона, действующей на бусинку в точке \(A,\) в 4 раза больше, чем модуль силы Кулона, действующей на бусинку в точке \(B.\) \(2)\) Если бусинки соединить тонким проводником, то они будут притягиваться друг к другу. \(3)\) Напряженность результирующего электростатического поля в точке \(C\) равна нулю. \(4)\) Если бусинки соединить стеклянной палочкой, то их заряды не изменятся. \(5)\) Если бусинку с зарядом \(+4q\) заменить на бусинку с зарядом \(-4q,\) то напряженность результирующего электростатического поля в точке \(C\) будет направлена вправо.

\(1)\) Неверно. Силы Кулона, действующие на две взаимодействующие заряженные частицы, по модулю одинаковы и задаются законом Кулона \(F=k\dfrac{|q_1q_2|}{R^2}\) где \(R\) — расстояние между зарядами. Эта сила действует на оба тела с одинаковой по модулю величиной (закон действия и противодействия), поэтому утверждение о том, что модуль силы в точке \(A\) в 4 раза больше, неверно. \(2)\) Неверно. При соединении бусинок тонким проводником (металлическим) заряды перераспределятся так, чтобы обе проводящие части имели одинаковый потенциал. При одинаковых по форме и размерах проводящих шариках итоговый заряд каждого будет равен половине суммарного заряда. Начальный суммарный заряд равен \(Q=q+4q=5q\) поэтому после соединения каждый шарик получит заряд \(q=\dfrac{Q}{2}=\dfrac{5q}{2}>0\) Оба шарика останутся положительными и будут отталкиваться, а не притягиваться. \(3)\) Верно. Найдем напряженности полей в точке \(C\) от каждого заряда. Обозначим расстояние \(r_A=AC\) и \(r_B=BC.\) По условию \(r_B=2r_A.\) Модули напряженностей равны: \(E_A=k\dfrac{q}{r_A^2}\quad(\text{направлена вправо})\) \(E_B=k\dfrac{4q}{r_B^2}\quad(\text{направлена влево})\) Подставляя \(r_B=2r_A,\) получаем \(E_B=k\dfrac{4q}{(2r_A)^2}=k\dfrac{4q}{4r_A^2}=k\dfrac{q}{r_A^2}=E_A\) Поскольку эти напряженности равны по модулю и направлены в противоположные стороны, их векторная сумма равна нулю, поэтому результирующая напряженность в точке \(C\) равна нулю. \(4)\) Верно. Стекло является диэлектриком (недостаточно проводящим), поэтому при соединении бусинок стеклянной палочкой перетекание зарядов не происходит, заряды на них остаются теми же. \(5)\) Верно. Если заменить правую бусинку с зарядом \(+4q\) на бусинку с зарядом \(-4q,\) то поле в точке \(C,\) создаваемое правой бусинкой, изменит направление. При исходном варианте поле от правой бусинки было направлено влево; для заряда \(-4q\) поле в точке \(C\) будет направлено вправо (поле стремится к отрицательному заряду). Поле от левой бусинки \(+q\) в точке \(C\) тоже направлено вправо, следовательно, после замены обе составляющие поля направлены вправо и суммируются, то есть результирующая напряженность в точке \(C\) будет направлена вправо.

Частица массой \(m\) с зарядом \(q\) движется в однородном магнитном поле с индукцией \(B\) по окружности радиусом \(R\) со скоростью \(v .\) Как изменится период обращения частицы при уменьшении ее скорости? \(1)\) Увеличится \(2)\) Уменьшится \(3)\) Не изменится

Период обращения:\(T = \frac{2\pi R}{v} = \frac{2\pi m}{qB}\) Формула показывает, что период не зависит от скорости \(v ,\) поэтому он не изменится.

Определите количество нейтронов в ядре изотопа урана \(^{238}_{92}\text{U} .\)

Нижний индекс \((92)\) — зарядовое число \(( Z ),\) равное количеству протонов. Верхний индекс \((238)\) — массовое число \(( A ),\) равное сумме протонов и нейтронов: \(A = Z + N\)где \(N\) — количество нейтронов. \(N = A- Z = 238- 92 = 146\)

При освещении металлической пластины светом с длиной волны \(\lambda\) наблюдается фотоэффект. Как изменится максимальная скорость фотоэлектронов, если увеличить интенсивность света? \(1)\) Увеличится \(2)\) Уменьшится \(3)\) Не изменится

Согласно уравнению Эйнштейна: \(\frac{mv_{max}^2}{2} = \frac{hc}{\lambda}- A_{вых}\) Поскольку \(\lambda\) и \(A_{вых}\) неизменны, \(v_{max}\) не зависит от интенсивности.

Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях. \(1.\) Если тело находится в устойчивом равновесии, то при его отклонении от положения равновесия возникают силы, которые стремятся вернуть тело в положение равновесия. \(2.\) При кристаллизации вещества некоторое количество теплоты отдается в окружающую среду. \(3.\) Силой Ампера называют силу, с которой электрическое поле действует на заряженные частицы. \(4.\) Скорость распространения инфракрасного излучения в вакууме меньше скорости света в вакууме. \(5.\) При поглощении атомом энергии происходит его переход из стационарного состояния с меньшим значением энергии в положение с большим значением энергии.

\(1.\) Верно. Если тело находится в устойчивом равновесии, то при его отклонении от положения равновесия возникают силы, которые стремятся вернуть тело в положение равновесия. \(2.\) Верно. При кристаллизации: — Выделяется теплота кристаллизации: \(Q = \lambda m\) где \(\lambda\) — удельная теплота кристаллизации — Температура остается постоянной \(3.\) Неверно. Силы в электромагнетизме: — Сила Ампера: \(\vec{F}_A = I[\vec{l}\times\vec{B}]\) (действует на проводник с током) — Сила Лоренца: \(\vec{F}_Л = q\vec{E} + q[\vec{v}\times\vec{B}]\) (действует на заряд) \(4.\) Неверно. Все электромагнитные волны (включая ИК) распространяются в вакууме со скоростью: \(c = \frac{1}{\sqrt{\mu_0\epsilon_0}} \approx 3\cdot10^8\ \text{м/с}\) \(5.\) Верно. Условие перехода атома: \(h\nu = E_2 -E_1\) где \(E_2 > E_1\) — энергии уровней, \(h\nu\) — энергия поглощаемого фотона.