Решение: Экзаменационная работа по физике. Билет №10

Экзаменационная работа по физике. Билет №10. Письменные ответы на вопросы: 1. Работа генератора переменного тока основана на явлении электромагнитной индукции. При вращении проволочной рамки в постоянном магнитном поле поток магнитной индукции через площадь рамки периодически меняется. В результате в рамке возникает ЭДС индукции, которая создает переменный электрический ток. 2. Волны — это возмущения, распространяющиеся в пространстве с течением времени и переносящие энергию без переноса вещества. 3. Для наблюдения спектральных линий используются такие приборы, как спектроскоп или спектрограф. Основным элементом в них является призма или дифракционная решетка, которые разлагают свет в спектр. 4. Закон радиоактивного распада: \[ N = N_0 \cdot 2^{-\frac{t}{T}} \] где \( N \) — число оставшихся ядер, \( N_0 \) — начальное число ядер, \( t \) — время, \( T \) — период полураспада. 5. Помимо гравитации, в космосе действуют силы электромагнитного взаимодействия (например, давление света, взаимодействие заряженных частиц солнечного ветра с магнитными полями планет), а также силы инерции в неинерциальных системах отсчета. Написать формулы: 1. Закон Кулона: \[ F = k \cdot \frac{|q_1| \cdot |q_2|}{r^2} \] 2. Работа постоянного тока: \[ A = U \cdot I \cdot t \] 3. Формула тонкой линзы: \[ \frac{1}{F} = \frac{1}{d} + \frac{1}{f} \] Решение задач: Задача 1. Дано: \( I = 8 \) А \( r = 2 \) см \( = 0,02 \) м \( \mu_0 = 4\pi \cdot 10^{-7} \) Гн/м Найти: \( B \) — ? Решение: Магнитная индукция поля прямого тока определяется по формуле: \[ B = \frac{\mu_0 \cdot I}{2\pi \cdot r} \] Подставим значения: \[ B = \frac{4\pi \cdot 10^{-7} \cdot 8}{2\pi \cdot 0,02} = \frac{2 \cdot 10^{-7} \cdot 8}{0,02} = \frac{16 \cdot 10^{-7}}{2 \cdot 10^{-2}} = 8 \cdot 10^{-5} \text{ Тл} \] Ответ: \( B = 80 \) мкТл. Задача 2. Дано: \( v = 1500 \) км/с \( d = 3 \) Мпк (мегапарсек) Найти: \( t \) (возраст света) — ? Решение: Возраст наблюдаемого света — это время, за которое свет прошел расстояние от галактики до Земли. Скорость света \( c \approx 300\,000 \) км/с. Формула времени: \[ t = \frac{d}{c} \] Переведем расстояние в километры. 1 парсек \( \approx 3,08 \cdot 10^{13} \) км. Тогда \( d = 3 \cdot 10^6 \cdot 3,08 \cdot 10^{13} \approx 9,24 \cdot 10^{19} \) км. \[ t = \frac{9,24 \cdot 10^{19}}{3 \cdot 10^5} = 3,08 \cdot 10^{14} \text{ с} \] Переведем в годы (в 1 годе примерно \( 3,15 \cdot 10^7 \) с): \[ t \approx \frac{3,08 \cdot 10^{14}}{3,15 \cdot 10^7} \approx 9,7 \cdot 10^6 \text{ лет} \] Ответ: возраст света составляет примерно 9,7 миллионов лет.