Молекулярная физика и термодинамика 4 страница
 |  | b | |
 | a | ||
| | c | ||
| | d |
ЗАДАНИЕ N 26 сообщить об ошибке
Тема: Уравнения Максвелла
Полная система уравнений Максвелла для электромагнитного поля в интегральной форме имеет вид:
,
,
,
0.
Следующая система уравнений:
0 –
справедлива для …
| | | электромагнитного поля в отсутствие свободных зарядов и токов проводимости | |
| | электромагнитного поля в отсутствие свободных зарядов | ||
| | электромагнитного поля в отсутствие токов проводимости | ||
| | стационарных электрических и магнитных полей |
Решение:
Вторая система уравнений отличается от первой системы своими вторым и третьим уравнениями. Во втором уравнении отсутствует в подынтегральном выражении плотность 
токов проводимости, а в третьем уравнении – плотность 
свободных зарядов. Следовательно, рассматриваемая система справедлива для электромагнитного поля в отсутствие свободных зарядов и токов проводимости.
ЗАДАНИЕ N 27 сообщить об ошибке
Тема: Явление электромагнитной индукции
Проводящий плоский контур площадью 75 см2 расположен в магнитном поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Если магнитная индукция изменяется по закону 
мТл, то ЭДС индукции, возникающая в контуре в момент времени 
(в мВ), равна …
| | | 0,18 | |
| | |||
| | 1,8 | ||
| |
Решение:
В соответствии с законом Фарадея для электромагнитной индукции электродвижущая сила индукции в замкнутом проводящем контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную этим контуром: 
. Поскольку плоскость контура перпендикулярна линиям магнитной индукции, 
где S – площадь контура. Таким образом, 
ЗАДАНИЕ N 28 сообщить об ошибке
Тема: Электростатическое поле в вакууме
Заряд 1 нКл переместился из точки, находящейся на расстоянии 1 см от поверхности заряженного проводящего шара радиусом 9 см, в бесконечность. Поверхностная плотность заряда шара 1,1·10-4 Кл/м2. Работа сил поля (в мДж), совершаемая при этом перемещении, равна ______ .
(Ответ округлите до целых.)
1 |  |
Решение:
Работа сил поля по перемещению заряда определяется по формуле 
, где q – перемещаемый заряд, 
и 
– потенциалы начальной и конечной точек соответственно. В случае заряженного шара потенциал на бесконечности 
. 
. Тогда 
ЗАДАНИЕ N 15 сообщить об ошибке
Тема: Электрические и магнитные свойства вещества
На рисунке показана зависимость поляризованности Р в сегнетоэлектрике от напряженности Е внешнего электрического поля:
Участок 
соответствует …
| | | остаточной поляризации сегнетоэлектрика | |
| | спонтанной поляризации сегнетоэлектрика | ||
| | коэрцитивной силе сегнетоэлектрика | ||
| | поляризации насыщения сегнетоэлектрика |
Решение:
Для сегнетоэлектриков характерно явление диэлектрического гистерезиса, состоящее в различии значений поляризованности сегнетоэлектрического образца при одной и той же напряженности электрического поля в зависимости от значения предварительной поляризованности этого образца (петля гистерезиса). При уменьшении напряженности внешнего электрического поля до нуля наблюдается остаточная поляризованность, изображенная на рисунке отрезкомОС. Явление гистерезиса объясняется доменной структурой сегнетоэлектрика.
ЗАДАНИЕ N 16 сообщить об ошибке
Тема: Электростатическое поле в вакууме
Два проводника заряжены до потенциалов 34 В и –16 В. Заряд 100 нКл нужно перенести со второго проводника на первый. При этом необходимо совершить работу (в мкДж), равную …
| 5 | |
Решение:
Работа внешних сил по перемещению заряда в электростатическом поле определяется по формуле 
, где q – перемещаемый заряд, и – потенциалы конечной и начальной точек соответственно. Тогда искомая работа 
ЗАДАНИЕ N 17 сообщить об ошибке
Тема: Уравнения Максвелла
Полная система уравнений Максвелла для электромагнитного поля в интегральной форме имеет вид:
,
,
,
0.
Следующая система уравнений:
0 –
справедлива для …
| | | электромагнитного поля в отсутствие свободных зарядов и токов проводимости | |
| | электромагнитного поля в отсутствие свободных зарядов | ||
| | электромагнитного поля в отсутствие токов проводимости | ||
| | стационарных электрических и магнитных полей |
Решение:
Вторая система уравнений отличается от первой системы своими вторым и третьим уравнениями. Во втором уравнении отсутствует в подынтегральном выражении плотность токов проводимости, а в третьем уравнении – плотность свободных зарядов. Следовательно, рассматриваемая система справедлива для электромагнитного поля в отсутствие свободных зарядов и токов проводимости.
ЗАДАНИЕ N 18 сообщить об ошибке
Тема: Законы постоянного тока
На рисунке представлены результаты экспериментального исследования зависимости силы тока в цепи от значения сопротивления R, подключенного к источнику постоянного тока. КПД источника (в процентах) при сопротивлении 
Ом составляет …
| | | ||
| | |||
| | |||
| |
Решение:
Коэффициент полезного действия источника тока определяется по формуле: 
. Здесь r – внутреннее сопротивление источника. Для его определения воспользуемся законом Ома для замкнутой цепи: 
. Если из приведенного графика взять два значения сопротивления R и соответствующие им значения силы тока J и подставить их в это уравнение, то получим систему двух уравнений с двумя неизвестными. Например: 
Ом, 
А; 
Ом, 
А. Тогда 
, 
. Решая эту систему, получим: 
В, 
Ом. Искомое значение КПД источника 
.
ЗАДАНИЕ N 19 сообщить об ошибке
Тема: Магнитостатика
Рамка с током с магнитным дипольным моментом 
, направление которого указано на рисунке, находится в однородном магнитном поле:
Момент сил, действующих на магнитный диполь, направлен …
| | | перпендикулярно плоскости рисунка к нам | |
| | перпендикулярно плоскости рисунка от нас | ||
| | по направлению вектора магнитной индукции | ||
| | противоположно вектору магнитной индукции |
Решение:
На контур с током в однородном магнитном поле действует вращающий момент сил 
, стремящийся расположить контур таким образом, чтобы вектор его магнитного момента 
был сонаправлен с вектором магнитной индукции 
поля. Используя определение векторного произведения, находим, что момент сил направлен перпендикулярно плоскости рисунка к нам.
ЗАДАНИЕ N 20 сообщить об ошибке
Тема: Явление электромагнитной индукции
Прямоугольная проволочная рамка расположена в одной плоскости с прямолинейным длинным проводником, по которому течет ток I. Индукционный ток в рамке будет направлен по часовой стрелке при ее …
| | | поступательном перемещении в отрицательном направлении оси OX | |
| | поступательном перемещении в положительном направлении оси OX | ||
| | поступательном перемещении в положительном направлении оси OY | ||
| | вращении вокруг оси, совпадающей с длинным проводником |
Решение:
При изменении магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную замкнутым проводящим контуром, в нем возникает индукционный ток, направление которого можно найти по правилу Ленца, согласно которому индукционный ток имеет такое направление, что его магнитное поле противодействует изменению магнитного потока. В данном случае в прямоугольной проволочной рамке индукционный ток будет протекать по часовой стрелке при ее поступательном перемещении в отрицательном направлении оси OX.
ЗАДАНИЕ N 23 сообщить об ошибке
Тема: Магнитостатика
На рисунке изображены сечения двух прямолинейных длинных параллельных проводников с противоположно направленными токами, причем 
. Индукция 
магнитного поля равна нулю на участке …
| | | d | |
| | а | ||
| | b | ||
| | c |
Решение:
Линии магнитной индукции прямолинейных длинных проводников с токами 
и 
представляют собой концентрические окружности, плоскости которых перпендикулярны проводникам, а центры лежат на их осях. Направления этих линий определяют правилом правого винта: направление вращения винта дает направление силовой линии магнитной индукции, если поступательное движение винта совпадает с направлением тока в проводнике. Индукция результирующего магнитного поля определяется по принципу суперпозиции 
и равна нулю, если векторы 
и 
противоположно направлены и равны по модулю. Это может быть только в точках интервалов а иd. Поскольку магнитная индукция прямолинейного длинного проводника с током вычисляется по формуле 
, то модули векторов и равны, если 
, так как по условию . Следовательно, индукция результирующего магнитного поля равна нулю в некоторой точке интервала d.
ЗАДАНИЕ N 24 сообщить об ошибке
Тема: Уравнения Максвелла
Физический смысл уравнения Максвелла заключается в следующем …
| | | изменяющееся со временем магнитное поле порождает вихревое электрическое поле | |
| | источником вихревого магнитного поля помимо токов проводимости является изменяющееся со временем электрическое поле | ||
| | «магнитных зарядов» не существует: силовые линии магнитного поля замкнуты | ||
| | источником электрического поля являются свободные электрические заряды |
Решение:
Уравнение Максвелла означает, что с переменным магнитным полем неразрывно связано вихревое электрическое поле.
ЗАДАНИЕ N 25 сообщить об ошибке
Тема: Электростатическое поле в вакууме
В некоторой области пространства создано электростатическое поле, потенциал которого описывается функцией 
. Вектор напряженности электрического поля в точке пространства, показанной на рисунке, будет иметь направление …
| 4 | |
Решение:
Связь напряженности и потенциала электростатического поля имеет вид: 
, или в проекциях на оси прямоугольной декартовой системы координат: 
, 
, 
. Так как по условию потенциал 
зависит только от х, значит, отлична от нуля только проекция вектора напряженности 
. Таким образом, вектор напряженности электрического поля будет иметь направление, показанное стрелкой 4.
ЗАДАНИЕ N 26 сообщить об ошибке
Тема: Явление электромагнитной индукции
Прямоугольная проволочная рамка расположена в одной плоскости с прямолинейным длинным проводником, по которому течет ток I. Индукционный ток в рамке будет направлен по часовой стрелке при ее …
| | | поступательном перемещении в положительном направлении оси OX | |
| | поступательном перемещении в отрицательном направлении оси OX | ||
| | поступательном перемещении в положительном направлении оси OY | ||
| | вращении вокруг оси, совпадающей с длинным проводником |
Решение:
При изменении магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную замкнутым проводящим контуром, в нем возникает индукционный ток, направление которого можно найти по правилу Ленца, согласно которому индукционный ток имеет такое направление, что его магнитное поле противодействует изменению магнитного потока. В данном случае в прямоугольной проволочной рамке индукционный ток будет протекать по часовой стрелке при ее поступательном перемещении в положительном направлении оси OX.
ЗАДАНИЕ N 27 сообщить об ошибке
Тема: Законы постоянного тока
На рисунке представлены результаты экспериментального исследования зависимости силы тока в цепи от значения сопротивления, подключенного к источнику постоянного тока. ЭДС источника и его внутреннее сопротивление соответственно равны …
| | | 12 В, 1 Ом | |
| | 9 В, 0,5 Ом | ||
| | 24 В, 3 Ом | ||
| | 18 В, 2 Ом |