Задание 14. Электродинамика — выбор верных утверждений

В масс-спектрографе разные ионы, ускоренные предварительно электрическим полем до скорости v, попадают в область однородного магнитного поля с индукцией B, в котором они движутся по дуге окружности радиусом R. В таблице представлены следующие данные: начальная скорость иона v, с которой он влетает в магнитное поле с индукцией B=1 Тл, и радиус R окружности, описываемой этим ионом в магнитном поле. Выберите все верные утверждения, которые можно сделать на основании данных, приведённых в таблице.

1) Все ионы, с которыми проводят эксперименты, имеют отрицательный электрический заряд.

2) Все ионы, с которыми проводят эксперименты, могут иметь разные массы.

3) Удельный заряд (отношение заряда иона к его массе) всех ионов, участвующих в эксперименте , одинаков и равен \approx4,8\cdot{10^7} Кл/кг.

4) Все ионы, с которыми проводят эксперименты, имеют одинаковые массы.

5) Заряд всех ионов, участвующих в эксперименте одинаков.

От деревянного кольца № 1 отодвигают южный полюс полосового магнита, а от медного кольца № 2 – северный полюс такого же магнита (см. рисунок).

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения относительно наблюдаемых явлений.

1) В кольце № 1 возникает индукционный ток.

2) В кольце № 2 индукционный ток не возникает.

3) Кольцо № 1 не взаимодействует с магнитом.

4) Кольцо № 2 притягивается к магниту.

5) В кольце № 1 возникает ЭДС электромагнитной индукции.

От деревянного кольца № 1 отодвигают южный полюс полосового магнита, а от медного кольца № 2 – северный полюс такого же магнита (см. рисунок).

Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения:

1) В кольце №2 возникает индукционный ток.
2) В кольце №1 возникает индукционный ток.
3) Кольцо №2 отталкивается от магнита.
4) Кольцо №1 не взаимодействует с магнитом.
5) В результате движения магнита вблизи кольца №1 возникает явление электромагнитной индукции.

От деревянного кольца № 1 отодвигают южный полюс полосового магнита, а от медного кольца № 2 – северный полюс такого же магнита (см. рисунок).

Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения.
1) В кольце №1 индукционный ток не возникает.
2) В кольце №2 возникает индукционный ток.
3) Кольцо №1 притягивается к магниту.
4) Кольцо №2 не взаимодействует с магнитом.
5) В кольце №2 возникает ЭДС электромагнитной индукции.

От деревянного кольца № 1 отодвигают южный полюс полосового магнита, а от медного кольца № 2 – северный полюс такого же магнита (см. рисунок).

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения относительно наблюдаемых явлений.
1) Кольцо №1 отталкивается от магнита.
2) В кольце №1 не возникает индукционный ток.
3) Модуль магнитного потока через кольцо №2 увеличивается.
4) Модуль магнитного потока через кольцо №1 не меняется.
5) Кольцо №2 следует за магнитом.

На железный сердечник надеты две катушки, как показано на рисунке. По правой катушке пропускают ток, который меняется согласно приведённому графику. На основании этого графика выберите все верные утверждения о процессах, происходящих в катушках и сердечнике.

1) В промежутках времени 0–1 с и 3–5 с направления тока в левой катушке одинаковы.
2) В промежутке времени 2–3 с сила тока в левой катушке равна 0.
3) Модули силы тока в левой катушке в промежутках времени 1–2 с и 3–5 с одинаковы.
4) В промежутке 0–2 с модуль индукции магнитного поля в сердечнике равен 0.
5) В левой катушке сила тока в промежутке времени 0–1 с по модулю больше, чем в промежутке времени 3–5 с.

На железный сердечник надеты две катушки, как показано на рисунке. По правой катушке пропускают ток, который меняется согласно приведённому графику. На основании этого графика выберите все верные утверждения о процессах, происходящих в катушках и сердечнике.

1) В промежутке 0-1 с модуль ЭДС индукции магнитного поля в сердечнике отличен от нуля.

2) В промежутке 3-5 с сила тока в левой катушке постоянна.

3) В промежутке времени 2-3 сила тока в левой катушке увеличивается.

4) Модули силы тока в левой катушке в промежутках 1-2 с и 3-5 с одинаковы.

5) В промежутках 0-1 с и 1-2 с направления тока в левой катушке одинаковы.

На железный сердечник надеты две катушки, как показано на рисунке. По правой катушке пропускают ток, который меняется согласно приведённому графику. На основании этого графика выберите все верные утверждения о процессах, происходящих в катушках и сердечнике.
1) В промежутках 0–1 и 1–2 с направления тока в правой катушке различны.
2) В промежутке времени 2–3 с сила тока в левой катушке отлична от нуля.
3) Модуль силы тока в левой катушке в промежутке 1–2 с больше, чем в промежутке 3–5 с.
4) В промежутке 0–2 с модуль магнитной индукции в сердечнике минимален.
5) В промежутке 1–2 с сила тока в левой катушке равномерно увеличивается.

На железный сердечник надеты две катушки, как показано на рисунке. По правой катушке пропускают ток, который меняется согласно приведенному графику. На основании этого графика выберите все верные утверждения. Индуктивностью катушек пренебречь.

1) В промежутке между 1 с и 2 с показания амперметра были равны 0.
2) В промежутках 0-1 с и 2-3 с направления тока в левой катушке были одинаковы.
3) В промежутке между 1 с и 2 с индукция магнитного поля в сердечнике была равна 0.
4) Все время измерений сила тока через амперметр была отлична от 0.
5) В промежутках 0-1 с и 2-3 с сила тока в левой катушке была одинаковой.

Проволочная рамка площадью 30 \text{ см}^2 помещена в однородное магнитное поле. Проекция B_n индукции магнитного поля на нормаль к плоскости рамки изменяется во времени t согласно графику на рисунке.

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения о процессах, происходящих в рамке.

1) Модуль ЭДС электромагнитной индукции в рамке максимален в интервале времени от 0 до 1 мс.
2) Магнитный поток через рамку в интервале времени от 1 до 3 мс равен 2 мВб.
3) Модуль ЭДС электромагнитной индукции в рамке минимален в интервале времени от 0 до 1 мс.
4) Модуль ЭДС электромагнитной индукции в рамке в интервале времени от 3 до 4 мс равен 3 В.
5) Скорость изменения магнитного потока через рамку максимальна в интервале времени от 4 до 6 мс.

Проволочная рамка площадью 60 \text{ см}^2 помещена в однородное магнитное поле так, что плоскость рамки перпендикулярна вектору индукции B. Проекция B_n индукции магнитного поля на нормаль к плоскости рамки изменяется во времени t согласно графику на рисунке.

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения о процессах, происходящих в рамке.

1) Модуль ЭДС электромагнитной индукции, возникающей в рамке, максимален в интервале времени от 0 до 1 мс.

2) Магнитный поток через рамку в интервале времени от 2 до 4 мс равен 12 мВб.

3) Модуль ЭДС электромагнитной индукции, возникающей в рамке, в интервале времени от 4 до 6 мс равен 6 В.

4) Модуль скорости изменения магнитного потока через рамку минимален в интервале времени от 0 до 1 мс.

5) Модуль ЭДС электромагнитной индукции, возникающей в рамке, равен нулю в интервале времени от 2 до 4 мс.

Проволочная рамка площадью 60 \text{ см}^2 помещена в однородное магнитное поле так, что плоскость рамки перпендикулярна вектору индукции B. Проекция B_n индукции магнитного поля на нормаль к плоскости рамки изменяется во времени t согласно графику на рисунке.

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения о процессах, происходящих в рамке.

1) Модуль ЭДС электромагнитной индукции, возникающей в рамке, максимален в интервале времени от 1 до 2 мс.

2) Магнитный поток через рамку в интервале времени от 2 до 4 оставался равен 12 мВб.

3) Модуль ЭДС электромагнитной индукции, возникающей в рамке, минимален в интервале времени от 0 до 1 мс.

4) Модуль ЭДС электромагнитной индукции, возникающей в рамке, в интервале времени от 4 до 6 мс равен 24 В.

5) Модуль скорости изменения магнитного потока через рамку максимален в интервале времени от 0 до 1 мс.

По гладким параллельным горизонтальным проводящим рельсам, замкнутым на лампочку накаливания, перемещают лёгкий тонкий проводник. Образовавшийся контур KLMN находится в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией \vec{B} (рис. а). При движении проводника площадь контура изменяется так, как указано на графике (рис. б). Выберите все верные утверждения, соответствующие приведённым данным и описанию опыта.

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения.

1) В течение первых 6 с индукционный ток течет через лампочку непрерывно.

2) В интервале времени от 0 до 4 с лампочка горит наиболее ярко.

3) В момент времени t=2 с сила Ампера, действующая на проводник, направлена влево.

4) Максимальная ЭДС находится в контуре в интервале времени от 4 до 8 с.

5) Индукционный ток в интервале времени от 6 до 12 с течёт в одном направлении.

По гладким параллельным проводящим рельсам, замкнутым на резистор, перемещают лёгкий тонкий проводник. Рельсы, резистор и проводник образуют контур, который находится в однородном магнитном поле, как показано на рис. а. При движении проводника площадь контура изменяется так, как указано на рис. б.

Выберите все верные утверждения, соответствующих приведённым данным и описанию опыта.

1) Поскольку рельсы гладкие, для перемещения проводника в любой момент времени силу прикладывать не надо.

2) Максимальная ЭДС в контуре наблюдается в интервале от 30 до 40 с.

3) Сила, прикладываемая к проводнику для его перемещения, максимальна в интервале времени от 30 до 40 с.

4) В течение первых 10 с ток через резистор не протекает.

5) В интервале времени от 0 до 25 с через резистор всё время течёт ток.

Медная перемычка в момент времени t_0 = 0 \ \text{с} начинает двигаться со скоростью 2 м/с по параллельным горизонтальным проводящим рельсам, к концам которых подсоединён резистор с сопротивлением 10 Ом (см. рис.). Вся система находится в вертикальном однородном магнитном поле. Сопротивление перемычки и рельсов пренебрежимо мало, перемычка всё время расположена перпендикулярно рельсам. Поток Ф вектора магнитной индукции через контур, образованный перемычкой, рельсами и резистором, изменяется с течением времени t так, как показано на графике.

Используя график, выберите все верные утверждения и укажите в ответе их номера.

1) К моменту времени t = 5 с изменение магнитного потока через контур равно 1,6 Вб.

2) Модуль ЭДС индукции, возникающей в контуре, равен 0,32 В.

3) Индукционный ток в перемычке течёт в направлении от точки C к точке D.

4) Сила индукционного тока, текущего в перемычке, равна 32 мА.

5) Для поддержания движения перемычки к ней прикладывают силу, проекция которой на направление рельсов равна 0,2 мН.

На длинный цилиндрический картонный каркас намотали много витков медной изолированной проволоки, после чего концы этой проволоки замкнули накоротко. К торцу получившейся катушки подносят постоянный магнит, приближая его южный полюс к катушке. Что будет происходить в результате этого? Выберите все верные утверждения.
1) На катушку будет действовать сила, отталкивающая её от магнита.
2) На катушку будет действовать сила, притягивающая её к магниту.
3) На катушку не будет действовать сила со стороны магнита.
4) Магнитный поток через сечение катушки не будет изменяться.
5) В катушке будет выделяться теплота, согласно закону Джоуля–Ленца.

В колебательном контуре происходят свободные электромагнитные колебания. В таблице показано, как изменялся заряд в зависимости от времени

Выберите все верные утверждения о данной ситуации и укажите их номера.
1) Период колебаний равен 8\cdot10^{-6} c.
2) В момент t = 2\cdot 10^{-6} c энергия катушки минимальна.
3) В момент t = 4\cdot 10^{-6} c сила тока в контуре будет минимальна.
4) В момент t =4 \cdot 10^{-6} c сила тока в контуре будет максимальна.
5) Частота колебаний равна 250 кГц.

На рисунке представлена шкала электромагнитных волн.

Используя данные шкалы, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.
1) Электромагнитные волны частотой 3 \cdot 10^3 ГГц принадлежат только инфракрасному излучению.
2) Электромагнитные волны частотой 5 \cdot 10^4 ГГц принадлежат инфракрасному излучению.
3) Гамма-лучи имеют наибольшую длину волны.
4) Электромагнитные волны длиной 1 м принадлежат радиоизлучению.
5) В вакууме ультрафиолетовое излучение имеет бóльшую скорость распространения по сравнению с видимым светом.

На рисунке изображён ход светового луча 1, падающего из среды с показателем преломления n_1 на плоскую поверхность среды с показателем преломления n_2. На рисунке также показаны отражённый и преломлённый лучи.

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения. Запишите цифры, под которыми они указаны.
1) Отражённый луч составляет с перпендикуляром к границе раздела угол 30^\circ.
2) Если угол падения увеличить до 45^\circ, то угол преломления станет больше 60^\circ.
3) Скорость распространения света в первой среде в \sqrt{3} раз меньше, чем во второй.
4) При угле падения 31^\circ угол полного внутреннего отражения не может быть достигнут.
5) Показатель преломления n_1 относится к показателю преломления n_2 как 2:1.

Фокусное расстояние тонкой собирающей линзы равно F. На главной оптической оси слева от линзы на расстоянии a=2,5F от неё находится точечный источник света. Горизонтальная ось Ox совпадает с главной оптической осью линзы. Выберите все верные утверждения.
1) Изображение точечного источника света будет находиться справа от линзы на расстоянии b<a от неё.
2) Если линзу переместить вдоль главной оптической оси так, что расстояние от точечного источника света до линзы станет равным 3,5F, то изображение источника будет находиться справа от линзы на расстоянии b>a от неё.
3) Если линзу переместить вдоль главной оптической оси так, что расстояние от точечного источника света до линзы уменьшится на величину l=F, то изображение источника будет находиться справа от линзы на расстоянии b>a от неё.
4) Если линзу сместить перпендикулярно главной оптической оси, не изменяя расстояния a от точечного источника света до линзы, то оптическая сила линзы не изменится.
5) Если линзу повернуть относительно главной оптической оси на угол \alpha, то изображение точечного источника света повернется относительно оси Ox на угол 2\alpha.