
При подключении резистора с неизвестным сопротивлением к источнику тока с ЭДС 10 В и внутренним сопротивлением 1 Ом напряжение на выходе источника тока равно 8 В. Чему равна сила тока в цепи? Ответ приведите в амперах.
Решение. Согласно закону Ома для полной цепи
по закону Ома для участка цепи
Тогда получаем соотношение
Отсюда находим силу тока в цепи:

Ответ: 2 А.
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|---|
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом; II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов); III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 3 |
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеется один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты. И (ИЛИ) В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги. И (ИЛИ) Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | 2 |
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев. Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо и достаточно для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи. ИЛИ В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи. ИЛИ В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи | 1 |
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла | 0 |
| Максимальный балл | 3 |
влетели в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Найдите отношение масс частиц 
где В — магнитная индукция поля,
так как вектор скорости перпендикулярен вектору магнитной индукции. Эта сила сообщает ей центростремительное ускорение
где
и
соответственно.


Каждый утюг потребляет мощность 400 Вт, следовательно, при включении
утюгов и более цепь разомкнется. Утюгов должно быть 10, чтобы они работали без размыкания цепи.
Отношение массы стержня к его длине
Модуль индукции магнитного поля
Ускорение стержня
Чему равна сила тока в стержне?
где угол между направлением тока и вектором магнитной индукции 




то выражение для заряда: 
до
За время изменения поля по рамке протекает заряд 1,6 Кл. Определите площадь рамки.
где ЭДС индукции
Изменение магнитного потока 
так как проекция магнитной индукции перпендикулярна плоскости рамки,
то

ограниченная проводящим контуром с сопротивлением 5 Ом, находится в однородном магнитном поле. Пока проекция вектора магнитной индукции на вертикальную ось Оz медленно и равномерно возрастает от
до некоторого конечного значения 
откуда:


конденсатор заряжен до напряжения
Энергия электромагнитного поля в катушке
Энергия электромагнитного поля в конденсаторе 



попадают в однородное магнитное поле, вектор магнитной индукции которого перпендикулярен векторам скорости частиц. Кинетическая энергия первой частицы в 2 раза больше, чем у второй. Чему равно отношение радиусов кривизны траектории
и
соответственно. Поделив одно равенство на другое, получаем
Поскольку известно, что кинетические энергии
отличаются в 2 раза, имеем
Решая систему из двух уравнений, находим, что отношение радиусов кривизны траекторий 
Поскольку сопротивлением П-образной части контура можно пренебречь, для тока в контуре имеем
Определим изменение магнитного потока за время
где угол между векторами скорости и магнитной индукции равен 90°.
Скомбинировав все равенства, для искомой длины перемычки имеем:
влетели в однородные магнитные поля, векторы магнитной индукции которых перпендикулярны их скоростям: первая — в поле с индукцией 
и
соответственно. Поделив одно равенство на другое, получаем
Отсюда имеем
Следовательно, радиусы траекторий частиц совпадают.
и отношением масс
движутся в однородном электрическом поле. Начальная скорость у обоих ионов равна нулю. Определите отношение кинетических энергий этих ионов
По второму закону Ньютона 
и
соответственно, где а1 и а2 — ускорения частиц, приобретенные под действием электрического поля.
Поскольку начальные скорости ионов равны нулю, законы изменения их скоростей от времени при равноускоренном движении без начальной скорости имеют вид
и






подвешенный на шнурке, перекинутом через блок, опускался с постоянной скоростью
вращая динамо-машину, на вал которой был намотан другой конец шнурка. Динамо-машина питала электрическую лампочку, рассчитанную на напряжение
и ток
причем лампочка горела с нормальным накалом. Каков был КПД
Электрическая мощность равна:







вращается в однородном магнитном поле с индукцией
перпендикулярной оси вращения рамки, с частотой
Скользящие контакты от рамки присоединены к цепи, состоящей из резистора сопротивлением
к которому последовательно присоединены два параллельно соединенных резистора сопротивлениями
и
(см. рис.). Найти максимальную силу тока, текущего через резистор
в результате чего в ней возникает ЭДС индукции, равная, по закону электромагнитной индукции Фарадея:


— угловая частота вращения рамки).
где согласно формулам для сопротивления цепи, состоящей из последовательно и, параллельно соединенных резисторов, 
причем в точке разветвления тока
Из всех записанных уравнений следует, что:







по закону
где x — текущее отклонение стержня от положения равновесия.

откуда:



выводы которой соединены друг с другом, помещена в однородное магнитное поле, линии индукции которого перпендикулярны плоскости витков катушки. Модуль вектора магнитной индукции В поля изменяется с течением времени t так, как показано на графике. К моменту времени
через катушку протек электрический заряд
Сколько витков содержит катушка, если все витки одинаковые и имеют площадь
?
где по условию 
сила тока в катушке в соответствии с законом Ома 
то заряд, протекший через проводящий контур, равен

Со стороны индуцированного электрического поля на свободные заряды действует сила
Приравнивая две эти силы, находим величину напряженности электростатического поля: 





и массой
подвешенный на двух параллельных проводящих нитях длиной
располагается горизонтально в однородном магнитном поле с индукцией
как показано на рисунке. Вектор магнитной индукции направлен вертикально. На какой максимальный угол отклонятся от вертикали нити подвеса, если по стержню пропустить ток силой 10 А в течение 0,1 с? Угол α отклонения нитей от вертикали за время протекания тока мал.
направленная горизонтально, где синус угла между вектором магнитной индукции и током
В соответствии со вторым законом Ньютона эта сила вызывает горизонтальное ускорение стержня, которое в начальный момент равно: 

По закону сохранения энергии:
а максимальный угол отклонения нитей подвеса от вертикали определяется выражением 


к горизонту, находится однородный цилиндрический проводник массой от
г и длиной
см (см. рис.). По проводнику пропускают ток в направлении «от нас», за плоскость рисунка, и вся система находится в однородном магнитном поле с индукцией
направленной вертикально вниз. При какой силе тока I цилиндр будет оставаться на месте, не скатываясь с плоскости и не накатываясь на нее?
где
и направленную в данном случае, согласно правилу левой руки, горизонтально влево (см. рис.). Заметим, что все эти три силы приложены таким образом, что они не создают моментов сил относительно оси цилиндра. Поэтому в равновесии сила сухого трения цилиндра о шероховатую наклонную плоскость действительно должна равняться нулю — иначе он бы покатился. 


разность потенциалов между точками a и b равна U? Сопротивление между проводниками в точках контакта пренебрежимо мало, а сопротивление проводов велико.
где 

где R — сопротивление перемычки ab, равна по условию сопротивлению проводника 


где
которая после размыкания ключа 

Дж = 0,25 Дж = 250 мДж.
схема которой изображена на рисунке, сопротивления резисторов равны
и
Цепь в некоторый момент помещают в однородное магнитное поле с вектором индукции, перпендикулярным плоскости цепи, модуль которого возрастает с течением времени t по закону
где
Какая тепловая мощность будет выделяться в резисторе
где
Вследствие явления электромагнитной индукции в нем возникает ЭДС индукции, по модулю равная
где общее сопротивление цепи при последовательном соединении проводников 









и отношение масс
влетели в однородное магнитное поле перпендикулярно его линиям индукции и движутся по окружностям с отношением радиусов
Определите отношение скоростей
и
соответственно. 









Тогда
для первого случая и
для второго случая.
где k — некий коэффициент. Учитывая, что
найдем отношение энергий 








Тогда
где k — некий коэффициент. Найдем отношение частот
Откуда 
Поскольку активное сопротивление катушки, по условию, равно нулю, на катушке не падает напряжение, а значит, нулевое напряжение приложено и к лампочке с конденсатором. Таким образом, до размыкания ключа конденсатор разряжен. Энергия электромагнитного поля в катушке 







По определению силы тока 
Здесь
следовательно:

где 
откуда 
где 


Сила Лоренца, действующая на заряд со стороны магнитного поля, направлена по правилу левой руки перпендикулярно плоскости чертежа «от нас». Величина силы определяется формулой 


где
где U — напряжения, R — сопротивление. Связь сопротивления и удельного сопротивления
S — площадь поперечного сечения. 

Учитывая, что напряжение постоянно и равно ЭДС аккумулятора, а начальная сила тока равна нулю, получаем:


где 



причем, покоящаяся вначале частица кинетической энергией не обладала. Таким образом, получаем:



В проекции на координатные оси:



Часть мощности источника расходуется на теплую мощность, выделяющуюся, на внешнем и внутреннем участках цепи, равным соответственно
и
Значит:




и согласно формуле для расчета сопротивления параллельно соединенных резисторов
установившийся в ней постоянный ток I будет равен:









и сопротивлением
каждый. Расстояние между рельсами
а коэффициент трения между стержнями и рельсами
Рельсы со стержнями находятся в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией
(см. рис.). Под действием горизонтальной силы, действующей на первый стержень вдоль рельс, оба стержня движутся поступательно равномерно с разными скоростями. Какова скорость движения первого стержня относительно второго? Самоиндукцией контура пренебречь.
что приводит к возникновению в контуре ЭДС индукции
(здесь мы пренебрегли самоиндукцией контура).
как показано на рисунке. Кроме этих сил, на каждый стержень действует тормозящая сила трения 
Отсюда относительная скорость:

















через рамку площадью
что создает в ней ЭДС индукции 



и
на втором участке
и
поэтому суммарное количество выделившейся теплоты:








и напряжения:


Вектор индукции магнитного поля направлен вдоль оси кольца. На конденсаторе появляется заряд q = 47,5 нКл. Найдите емкость конденсатора C.
За время
где
— площадь круга, ограниченного кольцом. Поэтому: 
а заряд на конденсаторе
Следовательно:



и
где
и
— сопротивления соответствующих проводников.
и
где
По правилу левой руки силы Ампера параллельны друг другу и направлены к наблюдателю, на проводники KN и ML сила Ампера не действует. Таким образом, результирующая сила 
и 








и
Объединяя формулы, находим значение вектора магнитной индукции 

За время
где
а заряд на конденсаторе
(первый — отступив 0,25 м от «хвоста» поезда), длина поезда L = 150 м, токи I во всех проводниках направлены одинаково. Скорость движения поезда
полезная мощность, развиваемая при этом описанным выше двигателем, P = 1000 кВт. Найдите значение силы тока I в проводниках.
причем 

Скорость 


Какой заряд пройдет через кольцо за 1 мин.?
при этом
При этом площадь контура равна 
Тогда по закону Ома в кольце возникает индукционный ток 
где длина проводника равна длине окружности кольца
а площадь поперечного сечения проводника 
откуда 


так как 

В итоге получаем: 



и
а ее левая часть площадью
находится однородном магнитном поле с индукцией
перпендикулярной плоскости цепи. Какой заряд q3 протечет через резистор R3, если выключить магнитное поле?
уменьшение которого при выключении магнитного поля вызовет появление в контуре по закону электромагнитной индукции Фарадея ЭДС индукции 
где общее сопротивление этой замкнутой цепи с учетом резистора R3, присоединенного параллельно резистору R2, согласно правилам расчета сопротивления при таком соединении резисторов, равно:







и





а по рамке протекает заряд q = 0,008 Кл. Чему равна By1?

При этом из определения силы тока 

и внутренним сопротивлением
двух резисторов с сопротивлениями
и
конденсатора электроёмкостью
катушки с индуктивностью
и замкнутого ключа К. Схема этой цепи показана на рисунке. Пренебрегая сопротивлением катушки, определите, какое количество теплоты Q выделится в резисторe 

и энергии, запасённой в катушке 




В некоторый момент времени заряд на конденсаторе равен
а ток через катушку 3 мА. Найдите максимальный заряд на конденсаторе.
Тогда максимальный заряд на конденсаторе равен:





и
откуда емкость конденсатора равна 



где модуль ЭДС индукции












