Решение физического диктанта по электродинамике (2 вариант)

Хорошо, давайте разберем этот физический диктант по электродинамике. ФИЗИЧЕСКИЙ ДИКТАНТ ПО ЭЛЕКТРОДИНАМИКЕ Второй вариант 1. Причина электризации - это перераспределение электрических зарядов между телами. 2. Линии напряженности электрического поля заряженного металлического тела всегда перпендикулярны его поверхности, потому что металл является проводником. Внутри проводника в равновесии электрическое поле равно нулю, а на поверхности линии поля должны быть перпендикулярны, иначе тангенциальная составляющая поля вызвала бы движение зарядов, что противоречило бы равновесию. 3. Напряжение (по плану): 1) Что характеризует: Напряжение (или разность потенциалов) характеризует работу электрического поля по перемещению единичного положительного заряда между двумя точками. 2) Определение: Напряжение - это отношение работы электрического поля по перемещению заряда из одной точки в другую к величине этого заряда. 3) Обозначение: \(U\) 4) Формула: \(U = \frac{A}{q}\), где \(A\) - работа, \(q\) - заряд. 5) Единица измерения: Вольт (В) 6) Измерение: Измеряется вольтметром. 4. Носителями зарядов в полупроводниках являются электроны и дырки. 5. Полюса магнита отличаются от нейтральной зоны тем, что в полюсах магнитное поле наиболее сильное, а в нейтральной зоне (середине магнита) оно слабее. Разделить полюса магнита нельзя. Если разрезать магнит пополам, то каждая половинка станет новым магнитом со своими северным и южным полюсами. 6. Действует ли сила Лоренца: а) на незаряженную частицу в магнитном поле? Нет, сила Лоренца действует только на движущиеся заряженные частицы. б) на заряженную частицу, покоящуюся в магнитном поле? Нет, сила Лоренца действует только на движущиеся заряженные частицы. в) на заряженную частицу, движущуюся вдоль линий магнитной индукции поля? Нет, сила Лоренца равна нулю, если вектор скорости частицы параллелен или антипараллелен вектору магнитной индукции. г) на заряженную частицу, движущуюся перпендикулярно линиям магнитной индукции поля? Да, в этом случае сила Лоренца максимальна. 7. Есть ли различие между взаимодействиями двух параллельных электронных пучков и двух параллельных проводников с токами, текущими в одном направлении? Да, есть различие. Электронные пучки состоят из движущихся зарядов, и их взаимодействие обусловлено как магнитными, так и электрическими силами (электроны отталкиваются из-за одноименного заряда). В проводниках с током, текущим в одном направлении, проводники притягиваются, так как магнитные силы преобладают, а электрические силы компенсируются положительными ионами кристаллической решетки. 8. Как объяснить, что ферромагнетики сохраняют магнитное поле после устранения внешнего поля? Это объясняется наличием в ферромагнетиках магнитных доменов - областей, в которых магнитные моменты атомов ориентированы одинаково. Под действием внешнего магнитного поля эти домены переориентируются или увеличиваются в размерах, и после устранения внешнего поля часть доменов сохраняет свою ориентацию, создавая остаточную намагниченность. 9. Сила индукционного тока зависит от: * Скорости изменения магнитного потока через контур (чем быстрее меняется поток, тем больше ЭДС индукции). * Сопротивления контура (чем меньше сопротивление, тем больше ток при той же ЭДС). * Количества витков в катушке (для катушки). 10. Какова картина линий магнитной индукции поля прямого тока? Катушки с током? Как определяют их направление? От чего зависит модуль магнитной индукции? * Картина линий магнитной индукции поля прямого тока: концентрические окружности, лежащие в плоскостях, перпендикулярных проводнику, с центром на проводнике. * Картина линий магнитной индукции поля катушки с током: внутри катушки линии почти параллельны и направлены вдоль оси катушки, снаружи - похожи на линии поля постоянного магнита. * Направление линий магнитной индукции: определяется по правилу правой руки (для прямого тока: большой палец по направлению тока, согнутые пальцы показывают направление линий; для катушки: согнутые пальцы по направлению тока, большой палец показывает направление линий внутри катушки). * Модуль магнитной индукции: * Для прямого тока: зависит от силы тока и расстояния до проводника. * Для катушки: зависит от силы тока, количества витков и длины катушки (для соленоида). 11. Трансформатор состоит из: * Первичной обмотки * Вторичной обмотки * Магнитопровода (сердечника) Принцип действия трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции. Практическая часть 1. К источнику с ЭДС \(\varepsilon = 12\) В и внутренним сопротивлением \(r = 1\) Ом подключен реостат, сопротивление которого \(R = 5\) Ом. Сила тока в цепи равна ______ А. Для решения этой задачи используем закон Ома для полной цепи: \[I = \frac{\varepsilon}{R + r}\] Подставляем известные значения: \[I = \frac{12 \text{ В}}{5 \text{ Ом} + 1 \text{ Ом}}\] \[I = \frac{12 \text{ В}}{6 \text{ Ом}}\] \[I = 2 \text{ А}\] Сила тока в цепи равна 2 А. 2. В однородном магнитном поле с индукцией \(0,8\) Тл на проводник с током в \(30\) А, длина активной части которого \(10\) см, действует сила \(1,5\) Н. Проводник к вектору магнитной индукции расположен под углом ______. Для решения этой задачи используем формулу силы Ампера: \[F = I \cdot B \cdot L \cdot \sin\alpha\] Где: \(F\) - сила Ампера (\(1,5\) Н) \(I\) - сила тока (\(30\) А) \(B\) - магнитная индукция (\(0,8\) Тл) \(L\) - длина активной части проводника (\(10\) см \( = 0,1\) м) \(\alpha\) - угол между направлением тока и вектором магнитной индукции. Выразим \(\sin\alpha\): \[\sin\alpha = \frac{F}{I \cdot B \cdot L}\] Подставляем значения: \[\sin\alpha = \frac{1,5 \text{ Н}}{30 \text{ А} \cdot 0,8 \text{ Тл} \cdot 0,1 \text{ м}}\] \[\sin\alpha = \frac{1,5}{2,4}\] \[\sin\alpha = 0,625\] Теперь найдем угол \(\alpha\): \[\alpha = \arcsin(0,625)\] \[\alpha \approx 38,68^\circ\] Проводник к вектору магнитной индукции расположен под углом примерно \(38,68^\circ\).