На рисунке показана схема электрической цепи, содержащая источник постоянного напряжения с пренебрежимо малым внутренним сопротивлением, два резистора, имеющие сопротивления \(R_1=R\) и \(R_2=2R,\) конденсатор, соединительные провода и ключ. Из приведенного ниже списка выберите все правильные утверждения. \(1)\) Так как при замкнутом ключе ток через конденсатор не течет, то напряжение на конденсаторе равно нулю. \(2)\) При замкнутом ключе сумма напряжений на резисторах больше напряжения на конденсаторе. \(3)\) При замкнутом ключе напряжение на конденсаторе равно \(ЭДС\) источника напряжения. \(4)\) При замкнутом ключе напряжение на резисторе \(R_1\) меньше напряжения на резисторе \(R_2.\) \(5)\) После размыкания ключа количество теплоты, выделившееся в резисторе \(R_1,\) будет меньше, чем количество теплоты, выделившееся в резисторе \(R_2.\)

Предположим, что при замкнутом ключе схема замкнута так, что по цепи проходит установившийся ток и конденсатор находится под тем же напряжением, что и источник. \(1)\) Неверно. То, что через конденсатор в установившемся режиме постоянного тока не течет, не означает, что напряжение на нем равно нулю. Если конденсатор подключен к источнику, он зарядится до напряжения, равного \(ЭДС\) источника \(E.\) Следовательно утверждение \(1)\) ложно. \(2)\) Неверно. При замкнутом ключе все падения напряжений в контуре удовлетворяют закону Кирхгофа: сумма падений на резисторах равна напряжению источника, и если конденсатор параллелен источнику, то напряжение на конденсаторе равно \(E.\) Значит сумма напряжений на резисторах равна, а не больше напряжения на конденсаторе. Поэтому утверждение \(2)\) ложно. \(3)\) Верно. При установившемся состоянии (после зарядки) конденсатор, подключенный к источнику с пренебрежимо малым внутренним сопротивлением, имеет напряжение, равное \(ЭДС\) источника, то есть \(V_C=E.\) Следовательно утверждение \(3)\) истинно. \(4)\) Верно. При замкнутом ключе резисторы \(R_1\) и \(R_2\) включены последовательно и на них падает все напряжение источника \(E.\) В этом случае падение напряжения на каждом резисторе пропорционально его сопротивлению. Поэтому \(V_{1}=E\dfrac{R_1}{R_1+R_2}=E\dfrac{R}{R+2R}=E\dfrac{1}{3}\) \(V_{2}=E\dfrac{R_2}{R_1+R_2}=E\dfrac{2R}{3R}=E\dfrac{2}{3}\) Отсюда \(V_{1}<V_{2},\) значит утверждение \(4)\) верно. \(5)\) Верно. Рассмотрим процесс после размыкания ключа, когда конденсатор начал разряжаться через последовательное соединение \(R_1\) и \(R_2.\) Начальная энергия, запасенная в конденсаторе, равна \(W_{\text{зап}}=\tfrac12 C E^2\) Эта энергия полностью превратится в тепло в резисторах \(R_1\) и \(R_2.\) Поскольку резисторы соединены последовательно, в процессе разряда через оба протекает один и тот же ток, и доли выделенного тепла пропорциональны их сопротивлениям. Поэтому энергия, выделившаяся в \(R_1,\) равна \(Q_1=W_{\text{зап}}\cdot\dfrac{R_1}{R_1+R_2}= \tfrac12 C E^2\cdot\dfrac{R}{3R}=\tfrac16 C E^2\) а в \(R_2\) \(Q_2=W_{\text{зап}}\cdot\dfrac{R_2}{R_1+R_2}= \tfrac12 C E^2\cdot\dfrac{2R}{3R}=\tfrac13 C E^2\) Отсюда \(Q_1=\tfrac12 Q_2,\) то есть количество теплоты, выделившееся в \(R_1,\) действительно меньше, чем в \(R_2.\) Утверждение \(5)\) верно.

Установите соответствие между формулой для расчета физической величины в цепях постоянного тока \(\sqrt{PR}\) и названием этой величины. \(1)\) Мощность тока в резисторе \(2)\) Сопротивление резистора \(3)\) Напряжение на резисторе

Из формулы мощности, выделяемой на резисторе: \(P = \frac{U^2}{R} \implies U = \sqrt{PR}\) Таким образом, данная формула вычисляет напряжение на резисторе.

Определите массовое число ядра \(X ,\) образующегося в реакции деления урана: \(^{235}_{92}\text{U} \rightarrow ^{141}_{56}\text{Ba} + X + 3\,^1_0n\)

Применяем закон сохранения массового числа. Сумма массовых чисел до реакции: \(235.\) Сумма массовых чисел после реакции: \(141 + A_X + 3 \cdot 1.\) Уравнение баланса: \(235 = 141 + A_X + 3\) \(A_X = 235- 141- 3 = 91\)

При исследовании фотоэффекта фотоэлемент освещался сначала фиолетовым, затем зеленым светом. Как изменится частота падающего света при таком переходе? \(1)\) Увеличится \(2)\) Уменьшится \(3)\) Не изменится

Частота фиолетового света \(( \nu_{фиол} \approx 680-790\ ТГц)\) выше, чем зеленого \(( \nu_{зел} \approx 520-600\ ТГц).\) При переходе к зеленому свету частота уменьшается.

Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях. \(1.\) Тела действуют друг на друга силами одной и той же природы, разными по модулю и противоположными по направлению. \(2.\) Конденсацией называют процесс преобразования жидкости в твердое вещество. \(3.\) В процессе поляризации связанные положительные и отрицательные заряды диэлектрика смещаются в противоположные стороны. \(4.\) Энергия магнитного поля катушки индуктивностью L прямо пропорциональна квадрату силы тока в катушке. \(5.\) Свет при распространении в пространстве проявляет корпускулярные свойства, а при взаимодействии с веществами — волновые.

\(1.\) Неверно. Согласно третьему закону Ньютона: \(\vec{F}_{1→2} = -\vec{F}_{2→1}\) Силы взаимодействия равны по модулю и противоположны по направлению. \(2.\) Неверно. Конденсация — это фазовый переход: \(газ → жидкость\) Переход жидкости в твердое состояние называется кристаллизацией. \(3.\) Верно. Поляризация диэлектрика: — В неполярных диэлектриках: смещение зарядов \(\vec{p} = q\vec{l}\) — В полярных: ориентация диполей где \(\vec{p}\) — дипольный момент, \(\vec{l}\) — смещение зарядов. \(4.\) Верно. Энергия магнитного поля: \(W = \frac{LI^2}{2}\) где \(L\) — индуктивность, \(I\) — сила тока. Пропорциональна \(I^2\). \(5.\) Верно. Корпускулярно-волновой дуализм: — Распространение: волновые свойства (интерференция, дифракция) — Взаимодействие: корпускулярные (фотоэффект).