Задание 25. Электродинамика (высокий уровень)

В электрической цепи, показанной на рисунке, r=1\text{ Ом}, R_1=4\text{ Ом}, R_2=7\text{ Ом}, C=0,2\text{ мкФ}, ключ К длительное время находится в положении 1. За длительное время после перевода ключа К в положение 2 изменение заряда на правой обкладке конденсатора \Delta q = -0,55\text{ мкКл}. Найдите ЭДС источника \mathscr E.

В электрической цепи, показанной на рисунке, r=1 \text{ Ом, } R_1=4 \text{ Ом, } R_2 =7 \text{ Ом, } \mathscr E=6 \text{ В,} ключ К длительное время находится в положении 1. За длительное время после перевода ключа К в положение 2 изменение заряда на правой обкладке конденсатора \Delta q =-0,55 \text{ мкКл.} Найдите электроёмкость конденсатора C.

В электрической цепи, показанной на рисунке, ЭДС источника тока равна \mathscr E, его внутреннее сопротивление 1 Ом, ёмкость конденсатора 2 мФ, индуктивность катушки 36 мГн и сопротивление лампы 5 Ом. В начальный момент времени ключ К замкнут. После размыкания ключа в лампе выделяется энергия W=0,172 \text{ Дж}. Чему равна ЭДС источника \mathscr E? Сопротивлением катушки и проводов пренебречь.

На рисунке показана схема электрической цепи, состоящей из источника тока с ЭДС \mathcal{E}=24 В и внутренним сопротивлением r = 1 Ом, двух резисторов с сопротивлениями R_1 = 8 Ом и R_2 = 3 Ом, конденсатора электроёмкостью C = 2 мкФ и катушки с индуктивностью L=12 мкГн. В начальном состоянии ключ К длительное время замкнут. Какое количество теплоты выделится на резисторе R_2 после размыкания ключа К? Сопротивлением катушки пренебречь.

Какая тепловая мощность будет выделяться на резисторе R_1 в схеме, изображённой на рисунке, если резистор R_2 перегорит (превратится в разрыв цепи)? Все резисторы, включённые в схему, имеют одинаковое сопротивление R = 20\text{ Ом}. Внутреннее сопротивление источника r = 2\text{ Ом}, его ЭДС \mathscr E = 110\text{ В}.

В электрической цепи, схема которой изображена на рисунке, конденсатор C изначально не заряжен. Ключ К переводят в положение 1. затем спустя очень больше время, переключают его в положение 2, и снова ждут в течение достаточно большого промежутка времени. В результате перевода ключа в положение 2 энергия конденсатора увеличивается в n=9 раз. Найдите сопротивление резистора R_2, если R_1=10 Ом.

На рисунке показана схема электрической цепи, состоящей из источника тока с ЭДС \xi=18 В и внутренним сопротивлением r = 2 Ом, двух резисторов с сопротивлениями R_1 = 10 Ом и R_2 = 6 Ом, конденсатора электроёмкостью C = 6 мкФ и катушки с индуктивностью L=12 мкГн. В начальном состоянии ключ К длительное время замкнут. Какое количество теплоты выделится на резисторе R_2 после размыкания ключа К? Сопротивлением катушки пренебречь.

В цепи, изображённой на рисунке, сопротивление диода в прямом направлении пренебрежимо мало, а в обратном многократно превышает сопротивление резисторов. При подключении к точке А положительного полюса, а к точке В отрицательного полюса батареи с ЭДС 12 В и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением потребляемая мощность равна 14,4 Вт. При изменении полярности подключения батареи потребляемая мощность оказалась равной 21,6 Вт. Укажите, как течёт ток через диод и резисторы в обоих случаях, и определите сопротивления резисторов в этой цепи.

На рисунке показана схема электрической цепи, состоящей из источника тока с ЭДС \mathscr E=12\text{ В} и внутренним сопротивлением r = 1 \text{ Ом}, двух резисторов с сопротивлениями R_1=7\text{ Ом} и R_2 = 4 \text{ Ом}, конденсатора электроёмкостью C = 3 \text{ мкФ} и катушки с индуктивностью L. Определите индуктивность катушки L, если известно, что после размыкания ключа К на резисторе R_2 выделилось количество теплоты, равное 40 мкДж. Сопротивлением провода катушки пренебречь.

В цепи, изображенной на рисунке, подключены источника тока без внутреннего сопротивления, резисторы R_1 и R_2 и ключ. При замкнутом ключе на резисторе R_1 выделяется мощность P_1=27 Вт, а при разомкнутом ключе на резисторе R_1 выделяется мощность P'_1=3 Вт. Найдите мощность, выделяемую на резисторе R_2 при разомкнутом ключе. Ответ дайте в Вт.

Медное кольцо из провода диаметром 2 мм расположено в однородном магнитном поле, магнитная индукция которого меняется по модулю со скоростью 1,09 Тл/с. Плоскость кольца перпендикулярна вектору магнитной индукции. Каков диаметр кольца, если возникающий в нем индукционный ток равен 10 А? Удельное сопротивление меди \rho=1,72 \cdot 10^{-8} Ом\cdotм.

На рисунке показана схема электрической цепи, состоящей из источника тока с ЭДС \mathscr E=12\text{ В} и внутренним сопротивлением r=1\text{ Ом}, двух резисторов с сопротивлениями R_1=7\text{ Ом} и R_2 = 4 \text{ Ом}, конденсатора электроёмкостью C = 3 \text{ мкФ} и катушки с индуктивностью L = 32 \text{ мкГн}. Какое количество теплоты выделится на резисторе R_2 после размыкания ключа К? Сопротивлением провода катушки пренебречь.

Медное кольцо, диаметр которого 20 см, а диаметр провода кольца 2 мм, расположено в однородном магнитном поле. Плоскость кольца перпендикулярна вектору магнитной индукции. Определите модуль скорости изменения магнитной индукции со временем, если при этом в кольце возникает индукционный ток 10А. Удельное сопротивление меди \rho = 1,72\cdot 10^{-8} Ом\cdotм.

В электрической схеме, показанной на рисунке, ключ К замкнут. ЭДС батарейки \mathscr E=12\text{ В}, ёмкость конденсатора C=0,2\text{ мкФ}. После размыкания ключа К в результате разряда конденсатора на резисторе выделяется количество теплоты Q. Найдите количество теплоты, которое выделяется на резисторе, если отношение внутреннего сопротивления батарейки к сопротивлению резистора равно 0,2.

В цепи, изображённой на рисунке, сопротивление диода в прямом направлении пренебрежимо мало, а в обратном – многократно превышает сопротивление резисторов. При подключении к точке A положительного полюса, а к точке B отрицательного полюса батареи с ЭДС 12 В и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением потребляемая в цепи мощность равна 4,8 Вт. При изменении полярности подключения батареи потребляемая в цепи мощность становится равной 7,2 Вт. Укажите как течёт ток через диоды и резисторы в обоих случаях, и определите сопротивление резисторов R_1 и R_2.

Как и во сколько раз изменится мощность, выделяющаяся на резисторе R_2 в цепи, схема которой изображена на рисунке, если перевести ключ К из положения 1 в положение 2? Параметры цепи: \mathscr E_1=1,5 В, r_1=1 Ом, \mathscr E_2=3 В, r_2=2 Ом, R_1=R_2=R_3=R=4 Ом.

К аккумулятору с ЭДС 50 В и внутренним сопротивлением 4 Ом подключили лампу сопротивлением 10 Ом и резистор сопротивлением 15 Ом, а также конденсатор ёмкостью 100 мкФ (см. рисунок). Спустя длительный промежуток времени ключ К размыкают. Какое количество теплоты выделится после этого на лампе?

В идеальном колебательном контуре амплитуда напряжения на конденсаторе U_m=2,0 \text{ В}. момент времени t напряжение на конденсаторе равно 1,2 В, а сила тока в катушке в этот момент равна 4,0 мА. Найдите амплитуду колебаний силы тока в катушке индуктивности I_m.

Металлический стержень, согнутый в виде буквы П, закреплен в горизонтальной плоскости. На параллельные стороны стержня опирается концами перпендикулярная перемычка массой 92 г и длиной 1 м. Сопротивление перемычки равно 0,1 Ом. Вся система находится в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией 0,15 Тл. С какой установившейся скоростью будет двигаться перемычка, если к ней приложить постоянную горизонтальную силу 1,13 Н? Коэффициент трения между стержнем и перемычкой равен 0,25. Сопротивлением стержня пренебречь, Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на перемычку.

По прямому горизонтальному проводнику длиной 1 м с площадью поперечного сечения 1,25\cdot 10^{-5}\text{ м}^2, подвешенному с помощью двух одинаковых невесомых пружинок жёсткостью 100 Н/м, течёт ток I=10 А (см. рис.).

Какой угол \alpha составляют оси пружинок с вертикалью после включения вертикального магнитного поля с индукцией B = 0,1 Тл, если абсолютное удлинение каждой из пружинок при этом составляет 7,07\cdot 10^{-3} м? (Плотность материала проводника 8\cdot 10^3\text{ кг/м}^3)