Электродинамика. Электрическое поле. Задания ЕГЭ по физике из банка ФИПИ с ответами

Все задания из банка ФИПИ в КЭС "Квантовая физика. Электрическое поле" к ЕГЭ по физике с ответами.

Задания из банка ФИПИ с ответами к ЕГЭ по физике

КЭС 3.1 Электрическое поле
3.1.1 Электризация тел и её проявления. Электрический заряд. Два вида заряда. Элементарный электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда
3.1.2 Взаимодействие зарядов. Точечные заряды. Закон Кулона
3.1.3 Электрическое поле. Его действие на электрические заряды
3.1.4 Напряжённость электрического поля. Поле точечного заряда. Картины линий напряжённости этих полей
3.1.5 Потенциальность электростатического поля. Разность потенциалов и напряжение. Потенциальная энергия заряда в электростатическом поле. Потенциал электростатического поля. Связь напряжённости поля и разности потенциалов для однородного электростатического поля
3.1.6 Принцип суперпозиции электрических полей
3.1.7 Проводники в электростатическом поле. Условие равновесия зарядов
3.1.8 Диэлектрики в электростатическом поле. Диэлектрическая проницаемость вещества ε
3.1.9 Конденсатор. Электроёмкость конденсатора. Электроёмкость плоского конденсатора
3.1.10 Параллельное соединение конденсаторов. Последовательное соединение конденсаторов
3.1.11 Энергия заряженного конденсатора

Выбор ответов из предложенных вариантов (30)

Выберите один или несколько правильных ответов.
Необходимо экспериментально изучить зависимость заряда, накопленного конденсатором, от ЭДС аккумулятора. Какие две схемы следует использовать для проведения такого исследования?

1)
ЕГЭ по физике

2)
ЕГЭ по физике

3)
ЕГЭ по физике

4)
ЕГЭ по физике

5)
ЕГЭ по физике

Запишите в ответе номера выбранных схем.

КЭС: 3.1.11 Энергия заряженного конденсатора
Тип ответа: Выбор ответов из предложенных вариантов

Ответ:

14

Во-первых, выберем аккумулятор с тем же внутренним сопротивлением, но другим напряжением. То есть E будет различаться, а вот r , - нет.
Во-вторых, схема цепи должна быть аналогична, чтобы при другом ЭДС получить схожую нагрузку по сопротивлению и емкость конденсатора.
Под эти критерии подходит 1 и 4.

Номер: 4CC40B

Выберите один или несколько правильных ответов.
Необходимо экспериментально изучить зависимость электроёмкости плоского конденсатора от площади его пластин. На всех представленных ниже рисунках S – площадь пластин конденсатора, d – расстояние между пластинами конденсатора, ε – диэлектрическая проницаемость среды, заполняющей пространство между пластинами. Какие два конденсатора следует использовать для проведения такого исследования?

1)
ЕГЭ по физике

2)
ЕГЭ по физике

3)
ЕГЭ по физике

4)
ЕГЭ по физике

5)
ЕГЭ по физике

Запишите в таблицу номера выбранных установок.

КЭС: 3.1.9 Конденсатор. Электроёмкость конденсатора. Электроёмкость плоского конденсатора
Тип ответа: Выбор ответов из предложенных вариантов

Ответ:

13
Пояснение. Нам надо взять два конденсатора с одинаковыми характеристиками (проницаемая среда, расстояние), кроме площади.

Номер: 67CE1F

Выберите один или несколько правильных ответов.
Необходимо экспериментально изучить зависимость заряда, накопленного конденсатором, от сопротивления резистора. Какие две схемы следует использовать для проведения такого исследования?

1)
ЕГЭ по физике

2)
ЕГЭ по физике

3)
ЕГЭ по физике

4)
ЕГЭ по физике

5)
ЕГЭ по физике

Запишите в ответе номера выбранных схем.

КЭС: 3.1.11 Энергия заряженного конденсатора
Тип ответа: Выбор ответов из предложенных вариантов

Ответ:

15

Во-первых, берем аналогичные аккумуляторы. (Е и r).
Во-вторых, выбираем различные цепи нагрузки, различающиеся по номиналу резистора.

Номер: 7D4F20

Выберите один или несколько правильных ответов.
Ученику необходимо обнаружить зависимость периода свободных электромагнитных колебаний в колебательном контуре от индуктивности катушки. Какие два колебательных контура он должен выбрать для проведения такого опыта?

1)
ЕГЭ по физике

2)
ЕГЭ по физике

3)
ЕГЭ по физике

4)
ЕГЭ по физике

5)
ЕГЭ по физике

Запишите в таблицу номера выбранных колебательных контуров.

Ответ:

12

Берем контур с аналогичным конденсатором, но с другим номиналом индуктивности катушки.

Номер: 70B4D7

Выберите один или несколько правильных ответов.
Выберите все верные утверждения о физических явлениях, величинах и закономерностях. Запишите цифры, под которыми они указаны.

1) Сила Архимеда, действующая на тело, полностью погружённое в жидкость, прямо пропорциональна объёму тела.

2) Теплопередача путём конвекции наблюдается в жидкостях и газах.

3) При последовательном соединении резисторов напряжения на всех резисторах одинаковы.

4) Вследствие интерференции электромагнитных волн происходит перераспределение энергии в пространстве: энергия концентрируется в максимумах и не поступает в минимумы интерференции.

5) Заряды атомных ядер изотопов химического элемента различны, но массы их одинаковы.

КЭС: 1.1 Кинематика
1.2 Динамика
1.3 Статика
1.4 Законы сохранения в механике
1.5 Механические колебания и волны
2.1 Молекулярная физика
2.2 Термодинамика
3.1 Электрическое поле
3.2 Законы постоянного тока
3.3 Магнитное поле
3.4 Электромагнитная индукция
3.5 Электромагнитные колебания и волны
3.6 Оптика
Тип ответа: Выбор ответов из предложенных вариантов

Ответ:

124

1) Да. Действительно, сила Архимеда зависит от объема тела причем пропорциональна, ведь она равна массе жидкости в объеме тела погруженного в жидкость.
2) Да. Конвекция это передача тепло посредством перемещения частиц, именно такой процесс возможен в жидкостях и газах.
3) Нет, напряжение будет падать с каждый последующим резистором.
4) Интерференция при наложении волн друг на друга может усиливать их свойство, либо наоборот, так как при отклонении когерентные волны будут иметь локальные максимумы или минимумы.
5) Нет.

Номер: AA8BDA

Выберите один или несколько правильных ответов.
Необходимо экспериментально изучить зависимость электроёмкости плоского конденсатора от расстояния между его пластинами. На всех представленных ниже рисунках S – площадь пластин конденсатора, d – расстояние между пластинами конденсатора, ε – диэлектрическая проницаемость среды, заполняющей пространство между пластинами. Какие два конденсатора следует использовать для проведения такого исследования?

1)
ЕГЭ по физике

2)
ЕГЭ по физике

3)
ЕГЭ по физике

4)
ЕГЭ по физике

5)
ЕГЭ по физике

Запишите в ответе номера выбранных конденсаторов.

Ответ:

35

Выбираем конденсаторы с одним и тем же диэлектриком, с одной площадью пластин, но с разным расстоянием между ними.

Номер: E74BD4

1)
ЕГЭ по физике

2)
ЕГЭ по физике

3)
ЕГЭ по физике

4)
ЕГЭ по физике

5)
ЕГЭ по физике

Запишите в ответе номера выбранных конденсаторов.

Ответ:

24

Выбираем конденсаторы с одинаковой диэлектрической проницаемостью, с одинаковой площадью пластин, но разным расстоянием.

Номер: 9C7FC3

Выберите один или несколько правильных ответов.
ЕГЭ по физике

Однородное электростатическое поле создано равномерно заряженной протяженной горизонтальной пластиной. Линии напряжённости поля направлены вертикально вверх (см. рисунок).

Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения и укажите их номера.

1) Пластина имеет отрицательный заряд.

2) Потенциал электростатического поля в точке А ниже, чем в точке С.

3) Работа электростатического поля по перемещению пробного точечного отрицательного заряда из точки А в точку В отрицательна.

4) Если в точку В поместить пробный точечный положительный заряд, то на него со стороны пластины будет действовать сила, направленная вертикально вверх.

5) Напряжённость поля в точках А, В и С одинакова.

КЭС: 3.1.5 Потенциальность электростатического поля. Разность потенциалов и напряжение. Потенциальная энергия заряда в электростатическом поле. Потенциал электростатического поля. Связь напряжённости поля и разности потенциалов для однородного электростатического поля
Тип ответа: Выбор ответов из предложенных вариантов

Ответ:

45

1) Нет. Пластина положительная заряжена. На рисунке видно, что линии напряженности выходят из пластины. Следовательно, она заряжена положительно.
2) Нет. Чем ближе точка расположена к пластине, тем в ней больше потенциал электростатического поля. Потенциал возрастает при приближении к положительной пластине.
3) Нет. Заряд в точках A и B будет иметь одинаковый потенциал. Следовательно, работа по его перемещению между этими точками равна нулю.
4) Да. Направлена от пластины.
5) Да. Плотность поля везде одинакова.

Номер: E5F230

Выберите один или несколько правильных ответов.
Ученику нужно обнаружить зависимость периода свободных электромагнитных колебаний в колебательном контуре от ёмкости конденсатора. Какие два колебательных контура он должен выбрать для проведения такого исследования?

1)
ЕГЭ по физике

2)
ЕГЭ по физике

3)
ЕГЭ по физике

4)
ЕГЭ по физике

5)
ЕГЭ по физике

Запишите в ответе номера выбранных колебательных контуров.

Ответ:

23

Выбираем контур с одинаковой индуктивностью, но разной емкостью

Номер: DADA8C

Выберите один или несколько правильных ответов.
ЕГЭ по физике

Однородное электростатическое поле создано равномерно заряженной протяжённой горизонтальной пластиной. Линии напряжённости поля направлены вертикально вверх (см. рисунок).

Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения и укажите их номера.

1) Пластина имеет отрицательный заряд.

2) Потенциал электростатического поля в точке В ниже, чем в точке С.

3) Работа электростатического поля по перемещению пробного точечного отрицательного заряда из точки А и в точку В равна нулю.

4) Если в точку А поместить пробный точечный отрицательный заряд, то на него со стороны пластины будет действовать сила, направленная вертикально вниз.

5) Напряжённость поля в точке А меньше, чем в точке С.

Ответ:

34

1) Нет, положительный. Поле направлено от нее.
2) Нет, выше, оно ближе к пластине.
3) Да, он остался на одном и том же уровне.
4) Да.
5) Нет, все наоборот, так как А ближе к пластине.

Номер: F59A48

Выберите один или несколько правильных ответов.
ЕГЭ по физике

Плоский воздушный конденсатор ёмкостью С₀, подключённый к источнику постоянного напряжения, состоит из двух металлических пластин, находящихся на расстоянии d₀ друг от друга. Расстояние между пластинами меняется со временем так, как показано на графике.

Выберите два верных утверждения, соответствующих описанию опыта.

1) В интервале времени от t₁ до t₄ заряд конденсатора возрастает.

2) В интервале времени от t₁ до t₄ энергия конденсатора равномерно уменьшается.

3) В промежутке времени от t₁ до t₄ напряжённость электрического поля между пластинами конденсатора остаётся постоянной.

4) В момент времени t₄ ёмкость конденсатора увеличилась в 5 раз по сравнению с первоначальной (при t = 0).

5) В промежутке времени от t₁ до t₄ напряжённость электрического поля между пластинами конденсатора убывает.

Ответ:

14

За счет сближения пластин происходит увеличение поля напряженности и увеличение заряда на них. Причем заряд пропорционален расстоянию между ними.

Номер: 675443

Выберите один или несколько правильных ответов.
ЕГЭ по физике

На уединённой неподвижной проводящей сфере радиусом R находится положительный заряд Q. Сфера находится в вакууме. Напряжённость электростатического поля сферы в точке A равна 36 В/м. Все расстояния указаны на рисунке.

Выберите два верных утверждения, описывающих данную ситуацию.

1) Напряжённость поля в точке B EB=576 В/м.

2) Напряжённость поля в точке C EC=36 В/м.

3) Потенциал электростатического поля в точке B выше, чем в точке D: φB>φD.

4) Потенциал электростатического поля в точках D и F одинаков: φD=φF.

5) Потенциал электростатического поля в точке C выше, чем в точке F: φC>φF.

КЭС: 3.1.7 Проводники в электростатическом поле. Условие равновесия зарядов
Тип ответа: Выбор ответов из предложенных вариантов

Ответ:

34

1) Нет.
2) Да. Точка равно удалена как и точка А, значит напряженность в ней такая же.
3) Нет. Так как заряд на сфере, то B дальше от заряда, да к тому же он внутри сферы, где поле не действует.
4) Да. Обе точки на сфере.
5) Нет. Она дальше от заряда.

Номер: B6C47E

Выберите один или несколько правильных ответов.
ЕГЭ по физике

Для оценки заряда, накопленного воздушным конденсатором, можно использовать устройство, изображённое на рисунке: лёгкий шарик из оловянной фольги подвешен на изолирующей нити между двумя пластинами конденсатора, при этом одна из пластин заземлена, а другая заряжена положительно. Когда устройство собрано, а конденсатор заряжен (и отсоединён от источника), шарик приходит в колебательное движение, касаясь поочерёдно обеих пластин.

Выберите два верных утверждения, соответствующие колебательному движению шарика после первого касания пластины.

1) При движении шарика к заземлённой пластине он заряжен отрицательно, а при движении к положительно заряженной пластине – положительно.

2) При движении шарика к заземлённой пластине он заряжен положительно, а при движении к положительно заряженной пластине – отрицательно.

3) При движении шарика к положительно заряженной пластине его заряд равен нулю, а при движении к заземлённой пластине – положителен.

4) По мере колебаний шарика электрическая ёмкость конденсатора уменьшается.

5) По мере колебаний шарика напряжение между пластинами конденсатора уменьшается.

Ответ:

25

Первоначально шарик притягивается к положительной пластине, получает от нее часть положительного заряда и начинает из за этого отталкиваться от нее. Доходит до пластины с заземлением, отдает заряд, становится отрицательно заряженным и идет опять к положительной пластине, притягиваясь. Так постепенно происходят циклы, снижая напряжение на пластинах конденсатора.

Номер: 02A8BA

Выберите один или несколько правильных ответов.
ЕГЭ по физике

На рисунке изображены линии напряжённости однородного электростатического поля, созданного равномерно заряженной протяжённой горизонтальной пластиной.

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения относительно ситуации, показанной
на рисунке.

1) Заряд пластины положительный.

2) Потенциал электростатического поля в точке В выше, чем в точке С.

3) Работа электростатического поля по перемещению точечного положительного заряда из точки А в точку В положительна.

4) Если в точку В поместить точечный отрицательный заряд, то на него со стороны пластины будет действовать сила, направленная вертикально вверх.

5) Напряжённость электростатического поля в точке А меньше, чем в точке С.

Ответ:

12

Заряд пластины положительный, поле напряженности направлено от пластины, причем чем ближе к пластине точка, тем выше влияние поля.

Номер: 3BE118

Выберите один или несколько правильных ответов.
ЕГЭ по физике

Незаряженное металлическое тело, продольное сечение которого показано на рисунке, поместили в однородное электрическое поле напряжённостью `vecE`.

Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения, описывающих результаты воздействия этого поля на металлическое тело.

1) Напряжённость электрического поля в точке D равна нулю.

2) Потенциалы в точках В и С равны.

3) Концентрация свободных электронов в точке A наибольшая.

4) В точке А индуцируется положительный заряд.

5) В точке D индуцируется отрицательный заряд.

КЭС: 3.1 Электрическое поле
Тип ответа: Выбор ответов из предложенных вариантов

Ответ:

12

1) Да. Под действием электрического поля положительные заряды переместятся в сторону точки C, а отрицательные – в сторону точки B. Причем распределение этих зарядов по модулю будет одинаковым. Следовательно, они создадут электрическое поле внутри проводника, направленное против внешнего поля такое, что напряженность электрического поля в точке D будет равна 0.

2) Да. Так как поле E однородно, то и величины потенциалов на поверхности тела будут одинаковы.

3) Нет. Наибольшая концентрация свободных электронов будет наблюдаться в точке B, так как там будет сосредотачиваться отрицательный заряд.

4) В точке A заряды не индуцируются, они перетекают в точки B и C.

5) В точке D заряды не индуцируются, они перетекают в точки B и C.

Номер: 896222

Выберите один или несколько правильных ответов.
Две параллельные металлические пластины больших размеров расположены на расстоянии d друг от друга и подключены к источнику постоянного напряжения (рис. 1). Пластины закрепили на изолирующих подставках и спустя длительное время отключили от источника (рис. 2).

ЕГЭ по физике

Рис. 1 Рис. 2

Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения.

1) Напряжённость электрического поля в точке В больше, чем в точке С.

2) Потенциалы электрического поля в точках А и В одинаковы.

3) Если после отключения от источника увеличить расстояние d между пластинами, то напряжённость электрического поля в точке А увеличится.

4) Если после отключения от источника уменьшить расстояние d между пластинами, то заряд правой пластины не изменится.

5) Если после отключения от источника пластины полностью погрузить в керосин, то энергия электрического поля системы пластин уменьшится.

КЭС: 3.1.11 Энергия заряженного конденсатора
Тип ответа: Выбор ответов из предложенных вариантов

Ответ:

45

1) Нет, точки находятся равноудаленно от пластин.
2) Нет, они не равноудалены от пластин.
3) Нет, уменьшится.
4) Да, конденсатор заряжен.
5) Да, керосин будет диэлектриком.

Номер: 410957

Выберите один или несколько правильных ответов.
ЕГЭ по физике

Незаряженное металлическое тело, продольное сечение которого показано на рисунке, поместили в однородное электрическое поле напряжённостью `vecE` . Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения, описывающие результаты воздействия этого поля на металлическое тело.

1) Напряжённость электрического поля в точке D не равна нулю.

2) Потенциалы в точках А и С равны.

3) Концентрация свободных электронов в точке В наибольшая.

4) В точке А индуцируется положительный заряд.

5) В точке D индуцируется отрицательный заряд.

КЭС: 3.1 Электрическое поле
Тип ответа: Выбор ответов из предложенных вариантов

Ответ:

23

1) Нет. Под действием электрического поля положительные заряды переместятся в сторону точки C, а отрицательные – в сторону точки B. Причем распределение этих зарядов по модулю будет одинаковым. Следовательно, они создадут электрическое поле внутри проводника, направленное против внешнего поля такое, что напряженность электрического поля в точке D будет равна 0.

2) Да. Так как поле E однородно, то и величины потенциалов на поверхности тела будут одинаковы.

3) Да, под действием электрического поля E свободные электроны будут перемещаться в точку B.

4) В точке A заряды не индуцируются, они перетекают в точки B и C.

5) В точке D заряды не индуцируются, они перетекают в точки B и C.

Номер: F32AAC

Выберите один или несколько правильных ответов.
ЕГЭ по физике

Две маленькие закреплённые бусинки, расположенные в точках А и В, несут на себе заряды +q > 0 и −2q соответственно (см. рисунок).

Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения относительно этой ситуации.

1) На бусинку А со стороны бусинки В действует сила Кулона, направленная горизонтально вправо.

2) Напряжённость результирующего электростатического поля в точке С направлена горизонтально вправо.

3) Модуль силы Кулона, действующей на бусинку В, в 2 раза больше, чем модуль силы Кулона, действующей на бусинку А.

4) Если бусинки соединить медной проволокой, они будут притягивать друг друга.

5) Если бусинки соединить незаряженной стеклянной палочкой, их заряды станут равными.

КЭС: 3.1.2 Взаимодействие зарядов. Точечные заряды. Закон Кулона
Тип ответа: Выбор ответов из предложенных вариантов

Ответ:

12

1) Да, бусинки имеют разный по знаку заряды, то они притягиваются друг к другу. Следовательно, сила Кулона для бусинки B будет направлена влево (к бусинке A), а для бусинки А вправо. (к бусинке B)

2) Да, напряженность электростатического поля направлена от положительного заряда к отрицательному, то есть, вправо.

3) Нет, бусинки действует равная по модулю сила Кулона со значением
`F=(k|q1||q2|)/r^2`

4) Нет, стекло – это диэлектрик, поэтому, соединяя им бусинки их заряды не изменятся.

Номер: BC0DA8

Выберите один или несколько правильных ответов.
ЕГЭ по физике

В устройстве, изображённом на рисунке, лёгкий шарик из алюминиевой фольги подвешен между пластинами плоского конденсатора на изолирующей нити, при этом одна из пластин заземлена, а другая заряжена положительно. Когда устройство собрано, шарик приходит в колебательное движение, при котором сталкивается с пластинами конденсатора. Выберите все верные утверждения, соответствующие колебательному движению шарика
в конденсаторе после первого столкновения шарика с пластиной.

1) Пренебрегая сопротивлением воздуха при движении шарика, его колебания можно считать гармоническими.

3) При движении шарика к положительно заряженной пластине его заряд равен нулю, а при движении к заземлённой пластине его заряд – положительный.

4) По мере колебаний шарика электрическая ёмкость конденсатора увеличивается.

5) По мере колебаний шарика заряд конденсатора уменьшается.

Ответ:

25

1) Колебания не гармонические так как каждый раз ан нем другой количество заряда, и каждый цикл меняется заряд на положительной пластине, причем масса шарика и расстояние тоже, а значит силы участвующие в этой системе каждый раз различны, что сказывается на периоде.

2) Да, разность заряда как раз и приводит в действие шарик.

3) Нет, его заряд отрицательный.

4) Емкость это возможность принять количество заряда, она не меняется.

5) Да, заряд действиетльно уменьшается, ведь шарик каждый раз уносит часть заряда с пластины.

Номер: 2786AC

Выберите один или несколько правильных ответов.
ЕГЭ по физике

Стеклянные незаряженные кубики 1 и 2 и медные незаряженные кубики 3 и 4 сблизили вплотную
и поместили в электрическое поле, напряжённость которого направлена горизонтально вправо, как показано в левой части рисунка. Затем кубики раздвинули и уже после этого выключили электрическое поле (правая часть рисунка). Выберите два верных утверждения, описывающих данный процесс.

1) В электрическом поле кубики 1 и 2 приобретают суммарный положительный заряд.

2) При помещении стеклянных кубиков в электрическое поле наблюдается явление поляризации.

3) В электрическом поле кубики 3 и 4 приобретают суммарный отрицательный заряд.

4) После разделения кубик 1 имеет положительный заряд.

5) После разделения кубик 4 имеет положительный заряд.

КЭС: 3.1.8 Диэлектрики в электростатическом поле. Диэлектрическая проницаемость вещества ε
Тип ответа: Выбор ответов из предложенных вариантов

Ответ:

25

1) Нет, это стекло и диэлектрик, они не имеют заряда, не хранят его на себе.
2) Да, явление схоже со свойством света, диэлектрики способны поляризовать поле.
3) Нет, они первоначально распределились по номиналу заряда, когда были в поле, а потом их развели. Отрицательный заряд был со стороны кубика 3
4) Нет, не имеет заряда.
5) Да, он был более удален от воздействия поля, то есть условно там были частицы отталкивающиеся от плюса (дырки), значит заряд на нем положительный.

Номер: E412A6

Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения.

1) Напряжённость электрического поля в точке А меньше, чем в точке С.

2) Потенциал электрического поля в точке В ниже, чем в точке С.

3) Если увеличить расстояние между пластинами d, то напряжённость электрического поля в точке В увеличится.

4) Если уменьшить расстояние между пластинами d, то заряд левой пластины увеличится.

5) Если пластины полностью погрузить в керосин, то энергия электрического поля пластин увеличится.

КЭС: 3.1.11 Энергия заряженного конденсатора
Тип ответа: Выбор ответов из предложенных вариантов

Ответ:

45

17.12.24 на ФИПИ нет рисунка

Номер: F70AC5

Выберите один или несколько правильных ответов.
Две маленькие закреплённые бусинки, расположенные в точках А и В, несут на себе заряды +q > 0 и –3q соответственно (см. рисунок). Точка С расположена посередине отрезка АВ. Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения относительно этой ситуации.

ЕГЭ по физике

1) Сила Кулона, действующая на бусинку в точке А, и сила Кулона, действующая на бусинку в точке В, равны по модулю.

2) Если бусинки соединить проводником, то заряд бусинки в точке А станет отрицательным.

3) Напряжённость результирующего электростатического поля в точке С направлена горизонтально влево.

4) Если бусинки соединить стеклянной незаряженной палочкой, то они будут отталкиваться друг от друга.

5) Если бусинку с зарядом +q заменить на бусинку с зарядом –q, то модуль напряжённости результирующего электростатического поля в точке С увеличится в 2 раза.

КЭС: 3.1.1 Электризация тел и её проявления. Электрический заряд. Два вида заряда. Элементарный электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда
3.1.2 Взаимодействие зарядов. Точечные заряды. Закон Кулона
3.1.3 Электрическое поле. Его действие на электрические заряды
3.1.4 Напряжённость электрического поля. Поле точечного заряда. Картины линий напряжённости этих полей
3.1.5 Потенциальность электростатического поля. Разность потенциалов и напряжение. Потенциальная энергия заряда в электростатическом поле. Потенциал электростатического поля. Связь напряжённости поля и разности потенциалов для однородного электростатического поля
3.1.6 Принцип суперпозиции электрических полей
3.1.7 Проводники в электростатическом поле. Условие равновесия зарядов
3.1.8 Диэлектрики в электростатическом поле. Диэлектрическая проницаемость вещества ε
3.1.9 Конденсатор. Электроёмкость конденсатора. Электроёмкость плоского конденсатора
3.1.10 Параллельное соединение конденсаторов. Последовательное соединение конденсаторов
3.1.11 Энергия заряженного конденсатора
Тип ответа: Выбор ответов из предложенных вариантов

Ответ:

12

1,2) Между бусинками возникло поле, и его влияние на бусинки как и сила Кулона одинаковое. При соединении проводником, бусинка А станет отрицательно заряженной, так как потенциал у нее ниже, хоть и положительный.

3) Нет, напряженность электростатического поля направлена от положительного заряда к отрицательному, то есть, вправо.

4) Ничего не произойдет, стекло диэлектрик.

5) Разница между зарядами уменьшится и значит напряженность тоже уменьшится, а не возрастет.

Номер: 07A6C6

Выберите один или несколько правильных ответов.
ЕГЭ по физике

Две маленькие закреплённые бусинки, расположенные в точках А и B, несут на себе заряды +q > 0 и -2q соответственно (см. рисунок).

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения относительно этой ситуации.

1) На бусинку А со стороны бусинки В действует сила Кулона, направленная горизонтально влево.

2) Напряжённость результирующего электростатического поля в точке С направлена горизонтально вправо.

3) Модули сил Кулона, действующих на бусинки, одинаковы.

4) Если бусинки соединить медной проволокой, они будут притягивать друг друга.

5) Если бусинки соединить незаряженной стеклянной палочкой, их заряды станут равными.

Ответ:

23

1) Нет, бусинки притягиваются, значит для бусинки А сила действует вправо.
2) Да, так как поле направлено от плюса к минусу.
3) Да, влияние поля на бусинки одинаковое. Они его и создают между собой.
4) Нет, отталкиваться, так как заряд станет одноименный.
5) Нет, стекло не передаст заряды между бусинками, это диэлектрик.

Номер: AFC0C2

Выберите один или несколько правильных ответов.

Два незаряженных стеклянных кубика 1 и 2 сблизили вплотную и поместили в электрическое поле, напряжённость которого направлена горизонтально вправо, как показано в левой части рисунка. То же самое проделали с двумя незаряженными медными кубиками 3 и 4. Затем кубики быстро раздвинули и уже потом убрали электрическое поле (правая часть рисунка). Выберите два верных утверждения, описывающих данный процесс.

ЕГЭ по физике

1) В электрическом поле кубики 3 и 4 приобретают суммарный отрицательный заряд.

2) При помещении стеклянных кубиков в электрическое поле наблюдается явление поляризации.

3) В электрическом поле кубики 1 и 2 приобретают суммарный отрицательный заряд.

4) После разделения кубик 2 приобретает положительный заряд.

5) После разделения кубик 3 приобретает отрицательный заряд.

Ответ:

25

1) Нет, кубики суммарно уравновешивают друг друга по заряду, но различные по его потенциалу. 3 с отрицательным, 4 с положительным.
2) Да, диэлектрики вызывают явление поляризации в электрическом поле.
3) Нет, здесь нету перераспределения зарядов, так как это диэлектрик.
4) Да, так как под воздействием поля произошло перераспределение зарядов. 3 с отрицательным, 4 с положительным.

Номер: 08ACE4

Выберите один или несколько правильных ответов.
ЕГЭ по физике

1) Потенциал электростатического поля в точках B и C одинаков: φB=φC.

2) Потенциал электростатического поля в точке C выше, чем в точке D: φC>φD.

3) Потенциал электростатического поля в точках F и D одинаков: φF=φD.

4) Напряжённость электростатического поля в точке B EB=576 В/м.

5) Напряжённость электростатического поля в точке C EC=36 В/м.

Ответ:

35

1) Нет, они находятся на разном расстоянии от сферы.
2) Нет, они находятся на разном расстоянии от сферы, причем С дальше но во влиянии поля, а вот В внутри сферы. куда поле не проникает.
3) Да, так как они на поверхности сферы.
4) Нет.
5) Да, так как расстояние идентично точке А, где именно такое напряжение поля.

Номер: 968CE5

Выберите один или несколько правильных ответов.
Две параллельные металлические пластины больших размеров расположены на расстоянии d друг от друга и подключены к источнику постоянного напряжения (см. рисунок 1). Пластины закрепили на изолирующих подставках и спустя длительное время отключили от источника (рисунок 2).

ЕГЭ по физике

Рис. 1 Рис. 2

Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения.

1) Напряжённость электрического поля в точке А больше, чем в точке В.

2) Потенциал электрического поля в точке А больше, чем в точке С.

3) Если увеличить расстояние между пластинами d, то напряжённость электрического поля в точке С не изменится.

4) Если уменьшить расстояние между пластинами d, то заряд правой пластины не изменится.

5) Если пластины полностью погрузить в керосин, то энергия электрического поля конденсатора останется неизменной.

КЭС: 3.1.11 Энергия заряженного конденсатора
Тип ответа: Выбор ответов из предложенных вариантов

Ответ:

34

1) Нет, она одинаковая.
2) Нет, в А больше, она ближе к пластине.
3) Да. (по ФИПИ) ...хотя по идее изменится, уменьшится.
4) Да, это не скажется на заряде, нет никакого перераспределения.
5) Нет, уменьшится, так как керосин диэлектрик.

Номер: B83F61

ЕГЭ по физике

Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения.

1) Напряжённость электрического поля в точках А, В и С одинакова.

2) Потенциал электрического поля в точке А больше, чем в точке С.

3) Если увеличить расстояние d между пластинами, то напряжённость электрического поля в точке В увеличится.

4) Если уменьшить расстояние d между пластинами, то заряд левой пластины уменьшится.

5) Если пластины полностью погрузить в керосин, то энергия электрического поля пластин останется неизменной.

КЭС: 3.1.11 Энергия заряженного конденсатора
Тип ответа: Выбор ответов из предложенных вариантов

Ответ:

12

1) Условно все точки равноудалены от пластин, значит поле на них воздействует одинаково.
2) В точке А потенциал поля выше, так как она находится ближе к пластине.
3) Нет, если увеличить расстояние, то потенциал уменьшится.
4) Нет, изменение расстояния не повлияет на изменение потенциала на пластинах.
5. Нет, изменится, так как керосин диэлектрик.

Номер: BA756E

Выберите один или несколько правильных ответов.
ЕГЭ по физике

1) Потенциал электростатического поля в точках B и D одинаков: φB=φD.

2) Потенциал электростатического поля в точке A выше, чем в точке F: φA>φF.

3) Потенциал электростатического поля в точках A и B одинаков: φA=φB.

4) Напряжённость электростатического поля в точке B EB=0.

5) Напряжённость электростатического поля в точке C EC=9 В/м.

Ответ:

14

1) Да, И там и там напряженности поля нет, так как одна точка в сфере, а вторая на поверхности.
2) Нет, У них разные расстояния от сферы, разные напряженности.
3) Нет, на точку В не действует поле, оно внутри сферы.
4) Да, поле направлено от сферы, оно как бы само отталкивается из центра, при этом в самой сфере напряженность на 0.
5. Нет. 36 как и в точке А.

Номер: 26CC36

Выберите один или несколько правильных ответов.
Две параллельные металлические пластины больших размеров расположены на малом расстоянии d друг от друга и подключены к источнику постоянного напряжения (рис. 1). Пластины закрепили на изолирующих подставках
и спустя длительное время отключили от источника (рис. 2).

ЕГЭ по физике

Рис. 1 Рис. 2

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения.

1) Напряжённость электрического поля в точках А, В и С одинакова.

2) Потенциал электрического поля в точке А выше, чем в точке С.

3) Если после отключения источника увеличить расстояние d между пластинами, то напряжённость электрического поля в точке В уменьшится.

4) Если после отключения источника уменьшить расстояние d между пластинами, то заряд левой пластины не изменится.

5) Если после отключения источника пластины полностью погрузить в керосин, не меняя их взаимного расположения, то энергия электрического поля системы пластин увеличится.

КЭС: 3.1.11 Энергия заряженного конденсатора
Тип ответа: Выбор ответов из предложенных вариантов

Ответ:

14

1) Да. Точки находятся от пластин на равном расстоянии, напряженность у них одинаковая.
2) Нет, опять же исходя из заключения в 1 пункте.
3) Нет. Оно увеличиться.
4) Да, не изменится, так как не произойдет никакого перераспределения зарядов.
5) Да, керосин диэлектрик.

Номер: 1B008A

Выберите один или несколько правильных ответов.
Две маленькие бусинки, закреплённые в точках А и В, несут на себе заряды −3q и +1,5q > 0 соответственно (см. рисунок).

ЕГЭ по физике

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения относительно этой ситуации.

1) На бусинку А со стороны бусинки В действует сила Кулона, направленная горизонтально вправо.

2) Напряжённость результирующего электростатического поля в точке С направлена горизонтально вправо.

3) Модуль силы Кулона, действующей на бусинку В, равен модулю силы Кулона, действующей на бусинку А.

4) Если бусинки соединить тонкой медной проволокой, то они будут притягивать друг друга.

5) Если бусинки соединить незаряженной стеклянной палочкой, их заряды станут равными.

КЭС: 3.1 Электрическое поле
Тип ответа: Выбор ответов из предложенных вариантов

Ответ:

13

1) Да, так как сила Кулона притягивает бусинки, то на А действует сила вправо, в сторону бусины В
2) Нет, так как на направлена от плюса, а значит влево.
3) Да, влияние силы Кулона на бусины одинаковое.
4) Нет, у них будет одинаковый заряд, они будут отталкиваться.
5) Нет, стекло не проводит заряды.

Номер: 1D068A

Краткий ответ (45)

Впишите правильный ответ.
ЕГЭ по физике

Отрицательный заряд –q находится в поле двух неподвижных зарядов: положительного +Q и отрицательного –Q (см. рисунок). Куда направлено относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) ускорение заряда –q в этот момент времени, если на него действуют только заряды +Q и –Q? Ответ запишите словом (словами).

КЭС: 3.1.6 Принцип суперпозиции электрических полей
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

вниз

-q от однородного заряда -Q он отталкивается, а вот к разнородному к +Q притягивается. Если построить векторы, которые будут описывать действия сил именно в этот момент времени, то из точки заряда надо провести два симметричных вектора, один влево, второй вправо (номиналы, то есть длины одинаковы, так как до зарядов равные расстояния) и оба направлены вниз. То есть они будут уравновешивать другу друга от смещения вправо влево, но оба тянуть вниз, значит сила будет направлена вниз.
С течением времени и смещением влияние от -Q будет ослабевать, а +Q увеличиваться, начнется постепенное притяжение, сближение -q и +Q

Номер: 72454E

Впишите правильный ответ.
Два неподвижных точечных заряда действуют друг на друга с силами, модуль которых равен F. Во сколько раз увеличится модуль этих сил, если оба заряда увеличить в 3 раза, а расстояние между ними увеличить в 2 раза?

в
раз(а)

КЭС: 3.1 Электрическое поле
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

2,25

Сила между зарядов выражается по формуле.

`F=k (q1*q2)/r^2`

Нетрудно прикинуть, что числитель увеличиться в 9 раз, так как 3*3=9, а знаменатель увеличится в 4 раза, а конечное значение уменьшится в 4 раза, так как 2*2=4 , то есть итого произойдет изменение в 1*9:4=2.25 раза

Номер: 8FC4FE

Впишите правильный ответ.
ЕГЭ по физике

Точка В находится посередине отрезка АС. Неподвижные точечные заряды +q>0 и −5q расположены в точках А и С соответственно (см. рисунок). Куда направлен относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор напряжённости результирующего электрического поля этих зарядов в точке B? Ответ запишите словом (словами).

КЭС: 3.1.4 Напряжённость электрического поля. Поле точечного заряда. Картины линий напряжённости этих полей
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

ВПРАВО

Поле направлено от положительного заряда к отрицательному.

Номер: BCB00B

Впишите правильный ответ.
В воздушный зазор между пластинами плоского заряженного конденсатора, отключённого от источника напряжения, медленно вдвигают диэлектрическую пластинку. Как изменяются с течением времени электроёмкость конденсатора и разность потенциалов между его пластинами?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Электроёмкость конденсатора /Разность потенциалов между пластинами конденсатора

КЭС: 3.1.9 Конденсатор. Электроёмкость конденсатора. Электроёмкость плоского конденсатора
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

12

Пластина является диэлектриком, а значит снижает возможность пробоя конденсатора, тем самым увеличивая возможность подавать на пластины заряды более высокого потенциала. В связи с этим происходит рост электроемкости.
Это подтверждается и формулой

С = e * S/d , если у нас площадь пластин не меняется S, то надо либо менять расстояние d, либо относительную диэлектрическую проницаемость e.

С течением времени происходит падение потенциалов, так как все таки система не идеальная и конденсатор разряжается.

Номер: B00D03

Впишите правильный ответ.
Плоский конденсатор с воздушным зазором между обкладками подключён
к источнику постоянного напряжения. Как изменятся электроёмкость конденсатора и величина его заряда в результате заполнения зазора между обкладками диэлектриком?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Ответ:

13

При заполнении диэлектриком снижает возможность пробоя конденсатора, тем самым увеличивая возможность подавать на пластины заряды более высокого потенциала. В связи с этим происходит рост электроемкости.
Это подтверждается и формулой

С = e * S/d , если у нас площадь пластин не меняется S, то надо либо менять расстояние d, либо относительную диэлектрическую проницаемость e.

При этом диэлектрик будет сдерживать разряд, пробой, а значит позволит накапливать на обкладках большее количество заряда.

Номер: 8BE80E

Впишите правильный ответ.
Расстояние между двумя точечными электрическими зарядами уменьшили в 3 раза, каждый из зарядов увеличили в 3 раза. Во сколько раз увеличился модуль сил электростатического взаимодействия между ними?

в
раз(а)

КЭС: 3.1.2 Взаимодействие зарядов. Точечные заряды. Закон Кулона
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

81

Сила между зарядов выражается по формуле.

`F=k (q1*q2)/r^2`

Нетрудно прикинуть, что числитель увеличиться в 9 раз, так как 3*3=9, а знаменатель уменьшится также в 9 раз, а конечное значение увеличится в 81 раз, так как 9*9=81

Номер: 924E79

Впишите правильный ответ.
Расстояние между двумя точечными зарядами увеличили в 3 раза и каждый из зарядов уменьшили в 3 раза. Во сколько раз уменьшился модуль сил взаимодействия между ними?

в
раз(а)

КЭС: 3.1.2 Взаимодействие зарядов. Точечные заряды. Закон Кулона
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

81

Сила между зарядов выражается по формуле.

`F=k (q1*q2)/r^2`

Нетрудно прикинуть, что числитель уменьшился в 9 раз, так как 3*3=9, а знаменатель увеличился также в 9 раз, а конечное значение уменьшится в 81 раз, так как 9*9=81

Номер: 3F867D

Впишите правильный ответ.
Во сколько раз увеличатся силы электростатического взаимодействия двух точечных зарядов, если расстояние между ними увеличить в 2 раза, а каждый заряд увеличить в 4 раза?

в
раз(а)

КЭС: 3.1.2 Взаимодействие зарядов. Точечные заряды. Закон Кулона
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

4

Сила между зарядов выражается по формуле.

`F=k (q1*q2)/r^2`

Нетрудно прикинуть, что числитель увеличиться в 16 раз, так как 4*4=16, а знаменатель увеличился в 4 раза, а конечное значение 1*16:4=4 раза.

Номер: FA14BD

Впишите правильный ответ.
На рисунке представлено расположение двух неподвижных положительных точечных электрических зарядов: +q и +q. Как направлен относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор напряжённости суммарного электрического поля этих зарядов в точке А? Ответ запишите словом (словами).

ЕГЭ по физике

КЭС: 3.1.6 Принцип суперпозиции электрических полей
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

вправо

Ситуация в этом случае будет примерно следующая. Поле распространяется от каждого из зарядов, причем так как оно однородное, ведь заряды оба положительные, то поля отталкиваются и между самими зарядами будет как бы граница отторжения друг от друга с преломлениями линий поля. Это похоже на две масляные капли на воде, которые не могут соединиться и упираются "стенками" друг в друга, только это все в объеме, а не на плоскости.
А вот правая часть где находится тока А, там поле распространяется без ограничений и оно направлено от правого заряда условно в бесконечность, вот оно и проходит через точку A вправо.

Номер: EB53BC

Впишите правильный ответ.
Плоский конденсатор, у которого зазор между обкладками заполнен диэлектриком, подключён к источнику постоянного напряжения. Как изменятся в результате удаления диэлектрика из зазора напряжённость электрического поля в зазоре между обкладками конденсатора и энергия конденсатора?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Напряжённость электрического поля в зазоре между обкладками конденсатора / Энергия конденсатора

КЭС: 3.1.7 Проводники в электростатическом поле. Условие равновесия зарядов
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

32

Напряженность поля останется та же, ведь потенциал на обкладках конденсатора не изменился напряжение подается тоже самое, а вот энергия уменьшится, так как между обкладками начнется более интенсивный разряд ведь диэлектрика теперь нет. Здесь не надо путать электрический ток разряда и электрическое поле от заряда на пластинах.

Номер: 0A241B

Впишите правильный ответ.
ЕГЭ по физике

Положительный точечный заряд +q находится в поле двух неподвижных точечных зарядов: положительного +Q и отрицательного – Q (см. рисунок). Куда направлено относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) ускорение заряда +q в этот момент времени, если на него действуют только заряды +Q и – Q? Ответ запишите словом (словами).

КЭС: 3.1.6 Принцип суперпозиции электрических полей
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

вправо

+q от однородного заряда +Q отталкивается, а вот к разнородному к -Q притягивается. Если построить векторы, которые будут описывать действия сил именно в этот момент времени, то из точки заряда надо провести два симметричных вектора, один вверх и вправо, второй вправо вниз (номиналы, то есть длины одинаковы, так как до зарядов равные расстояния) и оба направлены вправо. То есть они будут уравновешивать другу друга от смещения вверх вниз, но оба тянуть вправо, значит сила будет направлена вправо.
С течением времени и смещением влияние от +Q будет ослабевать, а -Q увеличиваться, начнется постепенное притяжение, сближение +q и -Q

Номер: 2FB019

Впишите правильный ответ.
Два неподвижных точечных заряда действуют друг на друга с силами, модуль которых равен 4 мкН. Чему станет равен модуль этих сил, если увеличить один заряд в 3 раза, другой в 2 раза, а расстояние между ними оставить прежним?

мкН

КЭС: 3.1.2 Взаимодействие зарядов. Точечные заряды. Закон Кулона
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

24

Сила между зарядов выражается по формуле.

`F=k (q1*q2)/r^2`

То есть у нас числитель вырастет в 2*3=6 раз. Тогда F = 6*4=24 мкН

Номер: 98D710

Впишите правильный ответ.
Во сколько раз уменьшится модуль сил взаимодействия двух небольших металлических шариков одинакового диаметра, имеющих заряды q₁ = +7 нКл и q₂ = –3 нКл, если шарики привести в соприкосновение и раздвинуть на прежнее расстояние?

в
раз(а)

КЭС: 3.1.2 Взаимодействие зарядов. Точечные заряды. Закон Кулона
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

5,25

Сила между зарядов выражается по формуле.

`F=k (q1*q2)/r^2`

То есть можно утверждать, что разница в зарядах определяет номинал силы.

Если разные по заряду шарики соединить, то произойдет перераспределение зарядов по формуле.

`q = (q1+q2)/2 = (7-3)/2=2` нКл.

*Или если по логике, то заряд 7 нКл вначале отдаст 3 нКл, чтобы зарядить отрицательный заряд -3 нКл до 0, а потом еще оставшиеся 4 нКл распределятся между двумя шариками и когда их разведут, то на каждом останется 2 нКл.

Получается в первом случае:

3*7=21 нКл

а вот после соприкосновения 2*2=4 нКл

значения зарядов участвующих в формировании силы.

По сути их пропорции и станут отношением силы. 21/4=5,25 раза

Номер: 11272F

Впишите правильный ответ.
ЕГЭ по физике

Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) кулоновская сила `vecF`, действующая на отрицательный точечный заряд – q, помещённый в центр квадрата, в углах которого находятся заряды: + q, +q, –q, –q (см. рисунок)? Ответ запишите словом (словами).

КЭС: 3.1.2 Взаимодействие зарядов. Точечные заряды. Закон Кулона
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

вправо

Отрицательный заряды отталкивают, а положительные притягивают заряд в центре. Если провести эти все векторы из точки самого заряда, то мы увидим, что они накладываются друг на друга, по факту усиливаются. Направление у них вправо и вверх, вправо и вниз.
Причем вверх и вниз они направлены симметрично, что по сути уравновешивает перемещение заряда вверх или вниз, а вот вправо они тянут вдвойне и именно туда и будет перемещаться заряд из центра.

Номер: 144026

Впишите правильный ответ.
Одинаковые отрицательные точечные заряды, модуль которых |q|=2⋅10⁻⁸ Кл, расположены в вакууме на расстоянии 3 м друг от друга. Определите модуль сил взаимодействия этих зарядов друг с другом.

мкН

КЭС: 3.1.2 Взаимодействие зарядов. Точечные заряды. Закон Кулона
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

0,4

Сила между зарядов выражается по формуле.

`F=k (q1*q2)/r^2`

коэффициент пропорциональности в законе Кулона `9*10^9` Н*м2/Кл2

`F= (9*10^9*2⋅10^(-8)*2⋅10^(-8))/3^2 = 0,4` мкН

Номер: 3BB12E

Впишите правильный ответ.
ЕГЭ по физике

Как направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) сила Кулона `vecF`, действующая на положительный точечный заряд + q, помещённый в центр квадрата, в вершинах которого находятся заряды: + q, + q, –q, –q (см. рисунок)? Все заряды неподвижны. Ответ запишите словом (словами).

КЭС: 3.1.6 Принцип суперпозиции электрических полей
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

вверх

Отрицательный заряды притягивают, а положительные отталкивают заряд в центре. Если провести эти все векторы из точки самого заряда, то мы увидим, что они накладываются друг на друга, по факту усиливаются. Направление у них вправо и вверх, влево и вверх.
Причем вправо и влево они направлены симметрично, что по сути уравновешивает перемещение заряда, а вот вверх они тянут вдвойне и именно туда и будет перемещаться заряд из центра.

Номер: F492D3

Впишите правильный ответ.
Во сколько раз уменьшится модуль сил взаимодействия двух небольших металлических шариков одинакового диаметра, имеющих заряды q₁ = +2 нКл и q₂ = – 6 нКл, если шарики привести в соприкосновение и раздвинуть на прежнее расстояние?

в
раз(а)

КЭС: 3.1.2 Взаимодействие зарядов. Точечные заряды. Закон Кулона
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

3

Сила между зарядов выражается по формуле.

`F=k (q1*q2)/r^2`

То есть можно утверждать, что разница в зарядах определяет номинал силы.

Если разные по заряду шарики соединить, то произойдет перераспределение зарядов по формуле.

`q = (q1+q2)/2 = (6-2)/2=2` нКл. (номиналы взяты по модулю)

*Или если по логике, то заряд 2 нКл отдаст свой заряд, чтобы зарядить отрицательный заряд -6 нКл до -4, а потом еще оставшиеся -4 нКл распределятся между двумя шариками и когда их разведут, то на каждом останется -2 нКл, в каждом

Получается в первом случае:

2*6=12 нКл

а вот после соприкосновения 2*2=4 нКл

значения зарядов участвующих в формировании силы.

По сути их пропорции и станут отношением силы. 12/4=3 раза

Номер: 7684DC

Впишите правильный ответ.
На рисунке представлено расположение двух неподвижных отрицательных точечных электрических зарядов: –q и –q. Как направлен относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор напряжённости суммарного электрического поля этих зарядов
в точке А? Ответ запишите словом (словами).

ЕГЭ по физике

КЭС: 3.1.6 Принцип суперпозиции электрических полей
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

вправо

Так как заряды отрицательные, то к ним идут линии поля, то есть через точки расположенные левее, линии будут идти вправо к зарядам.

Номер: 7C1EDE

Впишите правильный ответ.
С какой силой взаимодействуют в вакууме два маленьких заряженных шарика, находящихся на расстоянии 60 см друг от друга? Заряд каждого шарика равен 10^–8 Кл.

мкН

КЭС: 3.1.2 Взаимодействие зарядов. Точечные заряды. Закон Кулона
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

2,5

Сила между зарядов выражается по формуле.

`F=k (q1*q2)/r^2`

коэффициент пропорциональности в законе Кулона `9*10^9` Н*м2/Кл2

`F= (9*10^9*10^(-8)*10^(-8))/(0.6^2) = 2,5` мкН

Номер: 5604DA

Впишите правильный ответ.
ЕГЭ по физике

Протон, движущийся в вакууме со скоростью υ<<c, пролетает между пластинами заряженного конденсатора так, как показано на рисунке. Расстояние между пластинами конденсатора равно d, а напряжённость электрического поля между пластинами равна `vecE`. Пролетев конденсатор, частица отклоняется от первоначального направления на угол α.

Как изменятся модуль импульса вылетевшего из конденсатора протона и его ускорение при движении в конденсаторе, если увеличить напряжённость электрического поля между пластинами конденсатора? Силу тяжести не учитывать.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Модуль импульса
вылетевшего протона /

Ускорение протона
в конденсаторе

КЭС: 3.1.3 Электрическое поле. Его действие на электрические заряды
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

11

Напряженность определяется формулой:

`E = F_(эл)/q`,

где
Fкул – сила Кулона,
q – заряд При увеличении напряжённости, увеличивается сила, которая воздействует на частицу. При увеличении электрической силы, увеличивается ускорение, т.к.

`a= F_(эл)/m = (v-v_0)/t`,где

m – масса частицы,
v и v0 – конечная и начальная скорости соответственно,
t – время.

А значит, увеличится скорость частицы в вертикальном направлении. Увеличение скорости повлечет увеличение импульса. То есть и ускорение увеличится и импульс.

Номер: 63AADC

Впишите правильный ответ.
Заряженный конденсатор подключили к резистору, и конденсатор стал разряжаться. Как меняются в процессе разрядки конденсатора его электроёмкость и разность потенциалов между обкладками конденсатора?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Электроёмкость конденсатора / Разность потенциалов между обкладками конденсатора

КЭС: 3.1.11 Энергия заряженного конденсатора
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

32

Электроемкость не меняется, так как она характеризует возможность конденсатора набирать в себя заряд, а так как свойства конденсатора остаются неизменными, то и электроемкость не меняется.
А вот разность потенциалов меняется, она уменьшается, так как через подключенный резистор с обкладок протекает ток, нагревает этот резистор, выделяется тепло, энергия. Потенциалы снижаются, разность между ними тоже.

Номер: 8BD8D1

Впишите правильный ответ.
На рисунке представлено расположение двух неподвижных отрицательных точечных электрических зарядов: –q и –q. Как направлен относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор напряжённости суммарного электрического поля этих зарядов в точке А? Ответ запишите словом (словами).

ЕГЭ по физике

КЭС: 3.1.6 Принцип суперпозиции электрических полей
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

влево

Так как заряды отрицательные, то к ним идут линии поля, то есть через точки расположенные правее, линии будут идти влево к зарядам.

Номер: 1A0E58

Впишите правильный ответ.
Первый конденсатор ёмкостью 3С подключён к источнику тока с ЭДС E, а второй, ёмкостью С, подключён к источнику тока с ЭДС 3E.
Определите отношение энергии электрического поля второго конденсатора к энергии электрического поля первого: `W_2/W_1`.

КЭС: 3.1.11 Энергия заряженного конденсатора
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

3

Энергия конденсатора

`W =(CU^2)/2`,

где C – ёмкость конденсатора,
U – напряжение на нём.

Тогда отношение энергии электрического поля первого конденсатора к энергии электрического поля второго

`W_2/W_1= (C_2U_2^2)/(C_1U_1^2)= (C*9ℰ^2)/(3C⋅ℰ^2)= 9/3=3`

Номер: 2CA65F

Впишите правильный ответ.
Во сколько раз увеличатся силы взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов, если расстояние между ними увеличить в 3 раза и каждый заряд увеличить в 6 раз?

в
раз(-а)

КЭС: 3.1.2 Взаимодействие зарядов. Точечные заряды. Закон Кулона
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

4

Сила между зарядов выражается по формуле.

`F=k (q1*q2)/r^2`

То есть можно утверждать, что увеличение значения r в знаменателе в 3 раза приведет к уменьшению силы в 9 раз, так как 3*3 = 9
А вот увеличение зарядов в 6 раз, увеличило бы силу в 6*6=36 раз, получается итоговое изменение 1*36/9=4 раза (больше)

Номер: 327D56

Впишите правильный ответ.
Одинаковые положительные точечные заряды q = 2×10^–8 Кл расположены в вакууме на расстоянии 0,3 м друг от друга. Определите модуль сил, с которыми заряды действуют друг на друга.

мН

КЭС: 3.1.2 Взаимодействие зарядов. Точечные заряды. Закон Кулона
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

0,04

Сила между зарядов выражается по формуле.

`F=k (q1*q2)/r^2`

коэффициент пропорциональности в законе Кулона `9*10^9` Н*м2/Кл2

`F= (9*10^9*2*10^(-8)*2*10^(-8))/(0.3^2) = 0,04` мкН

Номер: 864055

Впишите правильный ответ.
Плоский конденсатор, у которого зазор между обкладками заполнен диэлектриком, подключён к источнику постоянного напряжения. Как изменятся в результате удаления диэлектрика из зазора величина заряда на обкладках конденсатора и разность потенциалов между ними?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

КЭС: 3.1.7 Проводники в электростатическом поле. Условие равновесия зарядов
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

23

При удалении диэлектрика повысится возможность пробоя конденсатора, тем самым снизится возможность подавать на пластины заряды более высокого потенциала. В связи с этим происходит падение электроемкости.
Это подтверждается и формулой

С = e * S/d , если у нас площадь пластин не меняется S, то надо либо менять расстояние d, либо относительную диэлектрическую проницаемость e. И вот диэлектрик как раз ее поменяет, изменив электроемкость, уменьшив ее.

При этом разность потенциалов останется та же, ведь напряжение подаваемое на пластины не меняется.

Номер: 1122AB

Впишите правильный ответ.
На рисунке представлено расположение двух неподвижных положительных точечных электрических зарядов: +q и +q. Как направлен (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор напряжённости суммарного электрического поля этих зарядов в точке А? Ответ запишите словом (словами).

ЕГЭ по физике

КЭС: 3.1.6 Принцип суперпозиции электрических полей
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

влево

Так как заряды положительные, то от них идут линии поля, то есть через точки расположенные левее, линии будут идти влево от зарядов.

Номер: 2241AF

Впишите правильный ответ.
ЕГЭ по физике

Положительный заряд +q находится на равном расстоянии от двух неподвижных зарядов: положительного +Q и отрицательного –Q (см. рисунок). Куда направлено относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) ускорение заряда +q в этот момент времени, если на него действуют только заряды +Q и –Q? Ответ запишите словом (словами).

КЭС: 3.1.2 Взаимодействие зарядов. Точечные заряды. Закон Кулона
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

вверх

+q от однородного заряда +Q отталкивается, а вот к разнородному к -Q притягивается. Если построить векторы, которые будут описывать действия сил именно в этот момент времени, то из точки заряда надо провести два симметричных вектора, один вверх и влево, второй вправо вверх (номиналы, то есть длины одинаковы, так как до зарядов равные расстояния) и оба направлены вверх. То есть они будут уравновешивать другу друга от смещения влево - вправо, но оба тянуть вверх, значит сила будет направлена вверх.
С течением времени и смещением влияние от +Q будет ослабевать, а -Q увеличиваться, начнется постепенное притяжение, сближение +q и -Q

Номер: CCAAA1

Впишите правильный ответ.
Два неподвижных точечных заряда действуют друг на друга с силами, модуль которых равен 9 мкН. Чему станет равен модуль этих сил, если уменьшить один заряд в 2 раза, другой в 3 раза, а расстояние между ними оставить прежним?

мкН

КЭС: 3.1.2 Взаимодействие зарядов. Точечные заряды. Закон Кулона
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

1,5

Сила между зарядов выражается по формуле.

`F=k (q1*q2)/r^2`

То есть можно утверждать, уменьшение числителя 2*3=6 раз (2 раза первый и 3 раза второй заряд) уменьшит и силу в 6 раз, получается итоговое изменение 9/6=1,5 мкН

Номер: 3464A4

Впишите правильный ответ.
ЕГЭ по физике

Положительный заряд +q находится в поле двух неподвижных зарядов: положительного +Q и отрицательного –Q (см. рисунок). Куда направлено относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) ускорение заряда +q в этот момент времени, если на него действуют только заряды +Q и –Q? Ответ запишите словом (словами).

КЭС: 3.1.6 Принцип суперпозиции электрических полей
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

вверх

+q от однородного заряда +Q отталкивается, а вот к разнородному к -Q притягивается. Если построить векторы, которые будут описывать действия сил именно в этот момент времени, то из точки заряда надо провести два симметричных вектора, один вверх и влево, второй вправо вверх (номиналы, то есть длины одинаковы, так как до зарядов равные расстояния) и оба направлены вверх. То есть они будут уравновешивать другу друга от смещения влево - вправо, но оба тянуть вверх, значит сила будет направлена вверх.
С течением времени и смещением влияние от +Q будет ослабевать, а -Q увеличиваться, начнется постепенное притяжение, сближение +q и -Q

Номер: FC35C8

Впишите правильный ответ.
ЕГЭ по физике

КЭС: 3.1.6 Принцип суперпозиции электрических полей
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

вниз

-q от однородного заряда -Q отталкивается, а вот к разнородному к +Q притягивается. Если построить векторы, которые будут описывать действия сил именно в этот момент времени, то из точки заряда надо провести два симметричных вектора, один вниз и влево, второй вправо вниз (номиналы, то есть длины одинаковы, так как до зарядов равные расстояния) и оба направлены вниз. То есть они будут уравновешивать другу друга от смещения влево - вправо, но оба тянуть вниз, значит сила будет направлена вниз.
С течением времени и смещением влияние от -Q будет ослабевать, а +Q увеличиваться, начнется постепенное притяжение, сближение -q и +Q

Номер: 8FA4CE

Впишите правильный ответ.
ЕГЭ по физике

Протон, движущийся в вакууме со скоростью υ<<c, пролетает между пластинами заряженного конденсатора так, как показано на рисунке.

Как изменится кинетическая энергия вылетевшей частицы и время пролёта конденсатора, если уменьшить напряжённость электрического поля между пластинами конденсатора?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Кинетическая энергия вылетевшей частицы / Время пролёта конденсатора

КЭС: 3.1.3 Электрическое поле. Его действие на электрические заряды
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

23

1) Напряженность определяется формулой:

`E = F_(эл)/q`,

где
Fкул – сила Кулона,
q – заряд

При уменьшении напряжённости, уменьшается сила, которая воздействует на частицу. При уменьшении электрической силы, уменьшается и ускорение, т.к.

`a = F_(эл)/m = (v-v_0)/t`,где

m – масса частицы,
v и v0 – конечная и начальная скорости соответственно,
t – время.

А значит, уменьшается скорость частицы в вертикальном направлении. Уменьшение скорости повлечет уменьшение импульса и кинетической энергии.

2) Так как вдоль горизонтальной оси на частицу не действует никаких сил, то скорость по горизонтальная проекция скорости постоянна, значит, время пролёта не изменяется.

Номер: C6E09F

Впишите правильный ответ.
ЕГЭ по физике

Заряженная частица массой m, движущаяся в вакууме со скоростью υ→ (υ<<c), влетает в поле плоского конденсатора (см. рисунок). Расстояние между пластинами конденсатора равно d, а напряжённость электрического поля между пластинами равна `vecE`. Пролетев конденсатор, частица отклоняется от первоначального направления на угол α.

Как изменятся модуль скорости вылетевшей частицы и время пролёта конденсатора, если частица пролетит конденсатор при большей напряжённости электрического поля между его пластинами? Силу тяжести не учитывать.

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Модуль скорости вылетевшей частицы / Время пролёта частицей конденсатора

Ответ:

13

1) Напряженность определяется формулой:

`E = F_(эл)/q`,

где
Fкул – сила Кулона,
q – заряд

При увеличении напряжённости, увеличивается сила, которая воздействует на частицу. При увеличении электрической силы, увеличивается и ускорение, т.к.

`a = F_(эл)/m = (v-v_0)/t`,где

m – масса частицы,
v и v0 – конечная и начальная скорости соответственно,
t – время.

А значит, увеличивается скорость частицы в вертикальном направлении. Увеличение скорости повлечет увеличение импульса и кинетической энергии. Нас интересует только скорость на выходе!

2) Так как вдоль горизонтальной оси на частицу не действует никаких сил, то скорость по горизонтальная проекция скорости постоянна, значит, время пролёта не изменяется.

Номер: 2A12EF

Впишите правильный ответ.
Два неподвижных заряженных шарика, находящихся в вакууме на расстоянии 0,3 м друг от друга, притягиваются друг к другу с силой 8⋅10⁻⁹ Н. Чему равен модуль заряда второго шарика, если заряд первого составляет 2⋅10⁻¹⁰ Кл? Ответ выразите в нанокулонах (нКл).

нКл

КЭС: 3.1.2 Взаимодействие зарядов. Точечные заряды. Закон Кулона
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

0.4

Сила между зарядов выражается по формуле.

`F=k (q1*q2)/r^2`

коэффициент пропорциональности в законе Кулона `9*10^9` Н*м2/Кл2

Подставим значения и вычислим:

`8⋅10^-9= (9*10^9*2*10^(-10)*q_2)/(0.3^2)`

`0.09*8⋅10^-9= (1.8*q_2)`

`0,72⋅10^-9= 1.8*q_2`

`0,4⋅10^-9= q_2`

`q_2= 0.4` нКл

Номер: D48CE0

Впишите правильный ответ.
ЕГЭ по физике

Отрицательный точечный заряд –q находится в поле двух неподвижных зарядов: положительного +Q и отрицательного –Q (см. рисунок). Куда направлено относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) ускорение заряда –q в этот момент времени в системе отсчёта, связанной с Землёй, если на него действуют только заряды +Q и – Q? Ответ запишите словом (словами).

КЭС: 3.1.6 Принцип суперпозиции электрических полей
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

вправо

-q от однородного заряда -Q отталкивается, а вот к разнородному к +Q притягивается. Если построить векторы, которые будут описывать действия сил именно в этот момент времени, то из точки заряда надо провести два симметричных вектора, один вниз и вправо, второй вправо и вверх (номиналы, то есть длины одинаковы, так как до зарядов равные расстояния) и оба направлены вправо. То есть они будут уравновешивать другу друга от смещения вверх - вниз, но оба тянуть вправо, значит сила будет направлена вправо.
С течением времени и смещением влияние от -Q будет ослабевать, а +Q увеличиваться, начнется постепенное притяжение, сближение -q и +Q

Номер: 170361

Впишите правильный ответ.
Два одинаковых маленьких металлических заряженных шарика с зарядами +3q и –q находятся на большом расстоянии r друг от друга. Их соединяют тонкой проволокой, а затем проволоку убирают. Во сколько раз уменьшается по модулю сила электростатического взаимодействия шариков?

в
раз(а)

КЭС: 3.1.2 Взаимодействие зарядов. Точечные заряды. Закон Кулона
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

3

Сила между зарядов выражается по формуле.

`F=k (q1*q2)/r^2`

То есть можно утверждать, что разница в зарядах определяет номинал силы.

Если разные по заряду шарики соединить, то произойдет перераспределение зарядов по формуле.

`q = (q1+q2)/2 = (3-1)/2=1` нКл. (номиналы взяты по модулю)

*Или если по логике, то заряд 3 нКл отдаст свой заряд, чтобы зарядить отрицательный заряд -1 нКл до 0, а потом еще оставшиеся 2 нКл распределятся между двумя шариками и когда их разведут, то на каждом останется 1 нКл

Получается в первом случае:

3*1=12 нКл

а вот после соприкосновения 1*1=3 нКл

значения зарядов участвующих в формировании силы.

По сути их пропорции и станут отношением силы. 3/1=3 раза

Номер: 0E8939

Впишите правильный ответ.
ЕГЭ по физике

Куда направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) кулоновская сила `vecF`, действующая на положительный точечный заряд +q, помещённый в центр квадрата, в вершинах которого находятся заряды: +q, +q, –q, –q (см. рисунок)? Ответ запишите словом (словами).

КЭС: 3.1.2 Взаимодействие зарядов. Точечные заряды. Закон Кулона
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

вверх

+q от однородных зарядов +Q отталкивается, а вот к разнородном к -Q притягивается. Если построить векторы, которые будут описывать действия сил именно в этот момент времени, то из точки заряда надо провести 4 симметричных вектора, два вверх и вправо, и два влево и вверх (номиналы, то есть длины одинаковы, так как до зарядов равные расстояния) и все направлены вверх. То есть они будут уравновешивать другу друга от смещения влево вправо, но все будут тянуть вверх, значит сила будет направлена вверх.
С течением времени и смещением влияние от +Q будет ослабевать, а -Q увеличиваться.

Номер: 8DCB3A

Впишите правильный ответ.
Расстояние между двумя точечными электрическими зарядами увеличили в 2 раза, при этом один из зарядов увеличили в 6 раз. Во сколько раз увеличился модуль сил электростатического взаимодействия между зарядами?

в
раз(а)

КЭС: 3.1.2 Взаимодействие зарядов. Точечные заряды. Закон Кулона
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

1,5

Сила между зарядов выражается по формуле.

`F=k (q1*q2)/r^2`

То есть можно утверждать, что увеличение значения r в знаменателе в 2 раза приведет к уменьшению силы в 4 раза, так как 2*2 = 4
А вот увеличение заряда в 6 раз, увеличило бы силу в те же 6 раз, получается итоговое изменение 1*6/4=1,5 раза (больше)

Номер: 762281

Впишите правильный ответ.
Во сколько раз уменьшится модуль сил взаимодействия двух небольших металлических шариков одинакового диаметра, имеющих заряды q₁ = +4 нКл и q₂ = – 8 нКл, если шарики привести в соприкосновение и раздвинуть на прежнее расстояние?

в
раз(а)

КЭС: 3.1.2 Взаимодействие зарядов. Точечные заряды. Закон Кулона
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

8

Сила между зарядов выражается по формуле.

`F=k (q1*q2)/r^2`

То есть можно утверждать, что разница в зарядах определяет номинал силы.

Если разные по заряду шарики соединить, то произойдет перераспределение зарядов по формуле.

`q = (8-4)/2 = 4/2=2` нКл. (значение по модулю, на самом деле -2нКл)

*Или если по логике, то заряд 4 нКл отдаст свой заряд, чтобы зарядить отрицательный заряд -8 нКл до -4, а потом еще оставшиеся -4 нКл распределятся между двумя шариками и когда их разведут, то на каждом останется -2 нКл,

Получается в первом случае:

4*8=32 нКл

а вот после соприкосновения 2*2=4 нКл

значения зарядов участвующих в формировании силы.

По сути их пропорции и станут отношением силы. 32/4=8 раз

Номер: BE658E

Впишите правильный ответ.
Пространство между пластинами заряженного плоского воздушного конденсатора, отключённого от источника напряжения, полностью заполняют диэлектриком. Как изменяются при этом заряд конденсатора и его электроёмкость?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Заряд конденсатора / Электроёмкость конденсатора

Ответ:

31

Условно заряд не будет меняться, ведь конденсатор не разряжается и заряжается. Время на заполнение диэлектриком мы не считаем, не учитываем. Считаем что саморазряд в это время не произошел.

При заполнении диэлектрика понизится возможность пробоя конденсатора, тем самым повысится возможность подавать на пластины заряды более высокого потенциала. В связи с этим происходит повышение электроемкости.
Это подтверждается и формулой

С = e * S/d , если у нас площадь пластин не меняется S, то надо либо менять расстояние d, либо относительную диэлектрическую проницаемость e. И вот диэлектрик как раз ее поменяет, изменив электроемкость, увеличив ее.

Номер: 53FE8C

Впишите правильный ответ.
Конденсатор подсоединили к источнику тока, и он стал заряжаться. Как меняются в процессе зарядки конденсатора электроёмкость конденсатора и энергия электрического поля конденсатора?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

Электроёмкость конденсатора / Энергия электрического поля конденсатора

КЭС: 3.1.11 Энергия заряженного конденсатора
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

31

Электроемкость не меняется, ведь характеристика самого конденсатора остаются неизменные. А вот энергия за счет накопления заряда на пластинах растет.

Номер: E5D68D

Впишите правильный ответ.
Даны следующие зависимости величин:

А) зависимость пути, пройденного телом при равномерном движении, от времени;

Б) зависимость объёма постоянной массы идеального газа от абсолютной температуры в изохорном процессе;

В) зависимость электроёмкости плоского конденсатора с расстоянием d между пластинами от площади пластин.

Установите соответствие между этими зависимостями и видами графиков, обозначенных цифрами 1–5. Для каждой зависимости А–В подберите соответствующий вид графика и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Цифры в ответе могут повторяться.

Ответ:

А Б В

Ответ:

545

Номер: A89B4F

Впишите правильный ответ.
ЕГЭ по физике

В треугольнике АВС угол С прямой, ВС = 0,8 м. В вершине А находится точечный заряд Q. Он действует с силой 2,5·10^{– 8} Н на точечный заряд q, помещённый в вершину С. Если заряд q перенести в вершину В, то заряды будут взаимодействовать с силой 9,0·10^–9 Н. Найдите АС.

КЭС: 3.1.2 Взаимодействие зарядов. Точечные заряды. Закон Кулона
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

0.6

Обозначим сторону BC за y, BC=y, а AC = x, z = AB.

Тогда по теореме Пифагора можно записать следующее уравнение

`x^2+y^2=z^2`

Значит `z = sqrt(x^2+y^2)`

В итоге имея все зависимости сторон в треугольнике можно выразить и зависимости сил.

Сила между зарядов выражается по формуле.

`F=k (q1*q2)/r^2`

При этом для первого случая, когда заряд находится в точке С

`F=k (q1*q2)/x^2`

При этом для первого случая, когда заряд находится в точке B

`F_1=k (q1*q2)/(x^2+y^2)`

Теперь найдем соотношения сил выраженных через расстояние.

`F/F_1=(x^2+y^2)/x^2=1+y^2/x^2`

`F/F_1 - 1 = y^2/x^2`

Зная отношения сил в числовых выражениях можно найти значения для x

`y^2/x^2 = F/F_1 - 1`

`y^2/x^2 = (F-F_1)/F_1`

`x = y*sqrt(F_1/(F-F_1)) = 0.8*sqrt((9*10^-9)/(2.5*10^(-8)-9*10^(-9)))=0,8*sqrt(9/16) = 0.8*3/4=0.6 м`

Номер: 2583B9

Впишите правильный ответ.
ЕГЭ по физике

В треугольнике АВС угол С прямой, АС = 0,6 м (см. рисунок). В вершине А находится точечный заряд Q. Он действует с силой 2,5·10^–8 Н на точечный заряд q, помещённый в вершину С. Если заряд q находится в вершине В, то заряды взаимодействуют с силой 9,0·10^–9 Н. Найдите ВС.

КЭС: 3.1.2 Взаимодействие зарядов. Точечные заряды. Закон Кулона
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

0.8

Обозначим сторону BC за y, BC=y, а AC = x, z = AB.

Тогда по теореме Пифагора можно записать следующее уравнение

`x^2+y^2=z^2`

Значит `z = sqrt(x^2+y^2)`

В итоге имея все зависимости сторон в треугольнике можно выразить и зависимости сил.

Сила между зарядов выражается по формуле.

`F=k (q1*q2)/r^2`

При этом для первого случая, когда заряд находится в точке С

`F=k (q1*q2)/x^2`

При этом для первого случая, когда заряд находится в точке B

`F_1=k (q1*q2)/(x^2+y^2)`

Теперь найдем соотношения сил выраженных через расстояние.

`F/F_1=(x^2+y^2)/x^2=1+y^2/x^2`

`F/F_1 - 1 = y^2/x^2`

Зная отношения сил в числовых выражениях можно найти значения для y

`y^2/x^2 = F/F_1 - 1`

`y^2/x^2 = (F-F_1)/F_1`

`y = x/sqrt(F_1/(F-F_1)) = (0.6)/(sqrt((9*10^-9)/(2.5*10^(-8)-9*10^(-9))))=(0.6)/sqrt(9/16)=(0.6)/(3/4)=0.8 м`

Номер: D8D69E

Впишите правильный ответ.
ЕГЭ по физике

На рисунке изображён вектор напряжённости `vecE` электрического поля в точке С, которое создано двумя точечными зарядами: qA и qB. Каков заряд qB, если заряд qA равен +2 нКл? Ответ укажите со знаком.

нКл

КЭС: 3.1.6 Принцип суперпозиции электрических полей
Тип ответа: Краткий ответ

Ответ:

-4

Эту задачу проще всего решить графически, следуя рассуждениям.

Вначале определимся с значениями минус или плюс.
Итак, у нас есть результирующая поля она направлена от qA, этот заряд положительный + 2нКл. Если предположить что и qB тоже положительный, то результирующая была бы направлена вверх или вверх и влево (ну то есть они бы отталкивали друг друга и не было бы явного направления в одну сторону, было бы направления от зарядов в целом в верхнюю область), но раз это не так, это значит, что qB все же отрицательный.

Что по поводу номиналов, то вектор действия от заряда qA направлен по линии от самого заряда и проходит через точку С. А вот Вектор действия заряда qB направлен по линии между самим зарядом и тоже точкой С.

Чтобы найти результирующую с помощью векторов, нам необходимо из точки С по очереди отложить векторы по линиям их действия или параллельным им (правила сложения векторов). Вначале мы проведем линию действия для заряда A, это по красной линии, а потом для заряда B, это параллельно зеленой линии.
Теперь, чтобы у нас как раз получилось условия сложения векторов, провели продолжение красной, а вот из конечного результата, то есть из точки T мы проведем вектор параллельно зеленой линии, он синего цвета.

Получили пересечение линий зеленой и красной, по красной у нас до точки пересечения получился оранжевый вектор, а по зеленой синий.

Весь смысл сводится к тому, что оранжевый и синий вектор должны в итоге давать нам результирующую, которая известна по условию задачу, это и реализуем графически.

Есть еще вариант вначале провести из точки С по зеленой линии синий вектор, а потом из точки заряда B провести уже линию до точки Т, чтобы замкнуть опять же векторы и получить их результирующую, но это тоже самое.

В общем, после того как мы определились с тем, какие по направлению векторы нам создали результирующую, можно проанализировать значения по номиналам.

Мы знаем, что номинал оранжевого вектора создан зарядом А номиналом 2 нКл. Из графических значений видно что это две диагонали наших клеток. А вот синий вектор как раз будет определять значение номинала заряда B. И если посмотреть опять же на графические данные, то там 4 диагонали, против 2 у оранжевого вектора, а значит от в два раза больше. 2*2=4 нКл. И в итоге учитываем знак, о котором мы говорили вначале рассуждений и получаем -4 нКл.

Ответ: -4 нКл

Номер: A3169F

Развернутый ответ (25)

Дайте развернутый ответ.
Маленький незаряженный шарик, подвешенный на непроводящей нити, помещён над горизонтальной диэлектрической пластиной, равномерно заряженной положительным зарядом. Размеры пластины во много раз превышают длину нити. Опираясь на законы механики и электродинамики, объясните, как изменится период малых свободных колебаний шарика, если ему сообщить отрицательный заряд.

КЭС: 3.1 Электрическое поле

Решение:

1. Колеблющийся шарик на нити можно считать при малых колебаниях математическим маятником. Первоначально, когда шарик не заряжен, электрическое поле пластины не оказывает влияния на колебательное движение, колебания происходят только за счёт периодически изменяющейся касательной составляющей силы тяжести. Поэтому частота свободных колебаний зависит только от длины нити l и ускорения свободного падения g:

`v_1=1/(2π)sqrt(g/l)`

2. Протяжённая равномерно заряженная пластина создаёт однородное электрическое поле Е. Если шарику сообщить отрицательный заряд, то со стороны электрического поля пластины на него начнёт действовать постоянная сила Кулона, равная по величине `F_k=E*|q|`и направленная вертикально вниз (см. рисунок).

3. В этом случае равнодействующая сил тяжести и Кулона, которая будет определять период свободных колебаний маятника, равна по модулю mg+|q|E>mg. Возвращающая сила, действующая на шарик (касательная составляющая силы mg+qE), увеличится, шарик будет быстрее возвращаться к положению равновесия, а значит, частота свободных колебаний маятника увеличится:

`v_2=1/(2π)sqrt(a/l) =1/(2π)sqrt((g+Eqlm)/l)`

то есть `v_2=v_1`

Номер: 607A77

Дайте развернутый ответ.
На столе установили два незаряженных электрометра и соединили их металлическим стержнем с изолирующей ручкой (рис. 1). Затем к первому электрометру поднесли, не касаясь шара, отрицательно заряженную палочку (рис. 2). Не убирая палочки, убрали стержень, а затем убрали палочку.

ЕГЭ по физике
1 2 1 2

Рис. 1 Рис. 2

Ссылаясь на известные Вам законы и явления, объясните, почему электрометры оказались заряженными, и определите знаки заряда каждого из электрометров после того, как палочку убрали.

КЭС: 3.1 Электрическое поле

Решение:

Решение.

1. Электрометр 1 имеет положительный заряд, а электрометр 2 — отрицательный.

2. При поднесении отрицательно заряженной палочки к шару электрометра 1 электроны в шаре, стержне и стрелке электрометра 1 по металлическому стержню в электрическом поле, созданном палочкой, стали перемещаться на поверхность шара электрометра 2. Благодаря этому электрометр 2 приобретает отрицательный заряд. Движение электронов будет происходить до тех пор, пока все точки металлических частей двух электрометров не будут иметь одинаковые потенциалы.

3. Поскольку два соединённых металлическим стержнем электрометра образуют изолированную систему, то согласно закону сохранения заряда отрицательный заряд электрометра 2 в точности равен по модулю положительному заряду электрометра 1.

4. После того как убрали стержень, показания электрометров не изменились.

Номер: 4BBB1D

Дайте развернутый ответ.
ЕГЭ по физике

Две параллельные металлические пластины, расположенные горизонтально, подключены
к электрической схеме, приведённой на рисунке. Между пластинами находится в равновесии маленькое заряженное тело массой m и зарядом q. Электростатическое поле между пластинами считать однородным. Опираясь на законы механики и электродинамики, объясните, как и в каком направлении начнёт двигаться тело, если сдвинуть ползунок реостата вправо.

КЭС: 3.1 Электрическое поле

Решение:

Изобразим все силы, действующие на шарик.

1. Пластины конденсатора заряжены так, как показано на рисунке. Расставив силы, видим, что сила Кулона должна уравновешивать силу тяжести, следовательно, положительно заряженная пластина отталкивает шарик. Так как положительно заряженная пластина отталкивает шарик, то шарик заряжен положительно.

2. Сопротивление реостата находится по формуле:

`R_p = (ρl)/S` ,

где ρ – удельное сопротивление,
l – длина реостата, включенного в цепь (количество витков),
S – площадь поперечного сечения.

При движении реостата вправо количество витков, включенных в цепь, увеличивается и сопротивление реостата также увеличивается.

3. По закону Ома для полной цепи:

`I =ξ/(R_общ+r) = ξ/(R+R_p+r)`

Здесь, R общ = R + Rp - общее сопротивление внешней цепи, находится как сумма сопротивлений резистора и реостата, так как они соединены последовательно.
Так как сопротивление Rp реостата увеличивается, то сила тока падает.
Из закона Ома I = U/R

найдем напряжение на резисторе:

U = IR
оно уменьшается, так как конденсатор и резистор подключены параллельно, напряжение на конденсаторе тоже уменьшается.

4. Напряжение на конденсаторе уменьшается, следовательно, убывает и напряженность поля внутри пластин конденсатора E = U/d , так как расстояние между обкладками d не изменяется.

5. Движение шарика подчиняется второму закону Ньютона

F − mg = ma.
В следствие уменьшения напряженности, уменьшается и электрическая сила, равная F = qE и шарик начинает смещаться вниз.

Номер: C57816

Дайте развернутый ответ.
На столе установили два незаряженных электрометра и соединили их металлическим стержнем с изолирующей ручкой (рис. 1). Затем к первому электрометру поднесли, не касаясь шара, положительно заряженную палочку (рис. 2). Не убирая палочки, сняли стержень, а затем убрали палочку.

ЕГЭ по физике

1 2 1 2

Рис. 1 Рис. 2

КЭС: 3.1.7 Проводники в электростатическом поле. Условие равновесия зарядов

Решение:

Решение.

1. Электрометр 1 имеет отрицательный заряд, а электрометр 2 — положительный.

2. При поднесении положительно заряженной палочки к шару электрометра 1 электроны в шаре, стержне и стрелке электрометра 2 по металлическому стержню в электрическом поле, созданном палочкой, стали перемещаться на поверхность шара электрометра 1. Благодаря этому электрометр 1 приобретает отрицательный заряд. Движение электронов будет происходить до тех пор, пока все точки металлических частей двух электрометров не будут иметь одинаковые потенциалы.

3. Поскольку два соединённых металлическим стержнем электрометра образуют изолированную систему, то согласно закону сохранения заряда отрицательный заряд электрометра 1 в точности равен по модулю положительному заряду электрометра 2.

4. После того как убрали стержень, показания электрометров не изменились.

Номер: 764D20

Дайте развернутый ответ.
ЕГЭ по физике

В нижней половине незаряженного металлического шара располагается крупная шарообразная полость, заполненная воздухом. Шар находится в воздухе вдали от других предметов. В центр полости помещён положительный точечный заряд q>0 (см. рисунок). Нарисуйте картину линий напряжённости электростатического поля внутри полости, внутри проводника и снаружи шара. Если поле отсутствует, напишите в данной области: `vecE`=0.
Если поле отлично от нуля, нарисуйте картину поля в данной области, используя восемь линий напряжённости. Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

КЭС: 3.1.4 Напряжённость электрического поля. Поле точечного заряда. Картины линий напряжённости этих полей

Решение:

1. Приведён схематический рисунок картины линий напряжённости: внутри полости – семейство прямых лучей, исходящих из заряда и приходящих на поверхность полости по нормали; снаружи шара – семейство прямых лучей, по нормали к ней и уходящих в бесконечность.

2. Внутри проводника – электростатическое поле E = 0;.

3. Заряд q помещён в центр шарообразной полости, поэтому его электростатическое поле в полости обладает центральной симметрией и выглядит как поле уединённого точечного заряда q > 0 , находящегося в центре полости. Линии напряжённости этого поля подходят по нормали к поверхности полости, где равномерно распределён отрицательный индуцированный заряд минус q <0 .

4. На наружной поверхности шара находится (в силу нейтральности шара в целом) положительный заряд q > 0 . Поскольку внутри проводника E = 0 , а снаружи окружающие предметы расположены далеко от шара, этот заряд распределён по поверхности шара равномерно. Его поле вне шара выглядит как поле уединённого точечного заряда q > 0 , расположенного в центре шара. Линии напряжённости отходят от шара по нормали к его поверхности.

Номер: 7B989C

Дайте развернутый ответ.
Воспользовавшись оборудованием, представленным на рис. 1, учитель собрал модель плоского конденсатора (рис. 2), зарядил нижнюю пластину положительным зарядом, а корпус электрометра заземлил. Соединённая с корпусом электрометра верхняя пластина конденсатора приобрела отрицательный заряд, равный по модулю заряду нижней пластины. После этого учитель уменьшил расстояние между пластинами (рис. 3). Как изменились при этом показания электрометра (увеличились, уменьшились, остались прежними)? Ответ поясните, указав, какие явления
и закономерности Вы использовали для объяснения. Показания электрометра в данном опыте прямо пропорциональны разности потенциалов между пластинами конденсатора.

ЕГЭ по физике

Рис. 1

ЕГЭ по физике

Рис. 2 Рис. 3

КЭС: 3.1 Электрическое поле

Решение:

Решение.

1. Стрелка и стержень электрометра, соединённые с нижней пластиной, но изолированные от корпуса, заряжаются положительно, и стрелка отклоняется на некоторый угол.

В верхней пластине и металлическом корпусе электрометра происходит перераспределение свободных электронов таким образом, что верхняя пластина заряжается отрицательно.

2. Заряды пластин одинаковы по модулю и противоположны по знаку, пластины образуют конденсатор с ёмкостью

`C=(εε_0S)/d`

, где
S — площадь перекрытия пластин,
d — расстояние между ними,
ε — диэлектрическая проницаемость диэлектрика между пластинами.

Характер изменения угла отклонения стрелки совпадает с изменением разности потенциалов между пластинами: при увеличении разности потенциалов увеличивается угол отклонения, при уменьшении разности потенциалов угол уменьшается.

3. При уменьшении площади перекрытия пластин ёмкость конденсатора уменьшается, заряд конденсатора практически не меняется, так как его ёмкость много больше ёмкости системы «корпус + стрелки электрометра», а нижняя пластина вместе со стрелкой и стержнем электрометра образуют изолированную систему заряженных тел. Поэтому разность потенциалов

`Δφ=q/C`

увеличивается, и угол отклонения стрелки электрометра увеличивается.

Номер: AEB9E8

Дайте развернутый ответ.
ЕГЭ по физике

Между двумя металлическими близко расположенными вертикальными пластинами, укреплёнными
на изолирующих подставках, подвесили на длинной шёлковой нити лёгкую металлическую незаряженную гильзу (см. рисунок). Когда к пластинам приложили постоянное высокое напряжение, гильза пришла в движение. Опираясь на законы электростатики и механики, опишите движение гильзы и объясните его.

КЭС: 3.1.2 Взаимодействие зарядов. Точечные заряды. Закон Кулона

Решение:

Решение:
1) Гильза колеблется от одной пластины к другой. Под действием электрического поля пластин изменится распределение свободных электронов в фольге (явление электростатической индукции). Левая сторона гильзы будет иметь отрицательный заряд, а правая сторона — положительный.

2) Сила взаимодействия заряженных тел уменьшается с ростом расстояния между ними. Поэтому притяжение отрицательно заряженной левой стороны шарика к левой ближайшей пластине будет больше силы отталкивания правой положительно заряженной стороны шарика от этой же пластины. В результате гильза начнёт двигаться к левой пластине, вплоть до касания её.

3) В момент касания пластины, отрицательный заряд гильзы компенсируется положительным зарядом левой пластины, и заряд всей гильзы станет положительным. Гильза оттолкнётся от пластины и будет двигаться к правой отрицательно заряженной пластине. Коснувшись её, гильза поменяет знак заряда и вернётся к левой пластине. Описанное движение гильзы будет периодически повторяться.

Источник: Сборник Монастырский Л.М. (Легион)

Номер: 35E8E5

Дайте развернутый ответ.
ЕГЭ по физике

Пластины большого по размерам плоского конденсатора расположены горизонтально
на расстоянии d = 2 см друг от друга. Напряжение на пластинах конденсатора 10 кВ. В пространстве между пластинами падает капля жидкости. Заряд капли q = – 8×10–11 Кл. При каком значении массы капли её скорость будет постоянной? Влиянием воздуха на движение капли пренебречь.

КЭС: 3.1 Электрическое поле

Решение:

Напряженность внутри пластин направлена от от положительной пластины к отрицательной. (сверху вниз)

Запишем второй закон Ньютона

ma + mg = qE,
где

E –вектор напряженности,
a – ускорение капли.

Так как скорость капли постоянна, то ее ускорение равно нулю, значит, второй закон Ньютона в проекции на вертикальную ось запишется в виде:

qE − mg = 0⇒ qE = mg.
Напряжения U связано с напряженностью формулой:

U = Ed.
Тогда

`U = (mgd)/q`

Отсюда

`m = (Uq)/(gd)`

`m = (10000*8*10^-11)/(10*0.02)`

`m = (8*10^-7)/(0.2) = 40*10^-7=4*10^-6` кг

Номер: 075D39

Дайте развернутый ответ.
Две плоские пластины конденсатора, закреплённые на изолирующих штативах, расположили на небольшом расстоянии друг от друга и соединили одну пластину с заземлённым корпусом, а другую со стержнем электрометра (см. рисунок). Затем пластину, соединённую со стержнем электрометра, зарядили. Объясните, опираясь на известные Вам законы, как изменяются показания электрометра при внесении между пластинами диэлектрической пластины. Отклонение стрелки электрометра пропорционально разности потенциалов между пластинами.

ЕГЭ по физике

КЭС: 3.1 Электрическое поле

Решение:

1) Пусть пластине и стержню сообщили заряд Q , тогда на заземленном корпусе электрометра и второй пластине возникают индуцированные заряды, по модулю равному Q , но противоположному по знаку.

2) Разность потенциалов между пластинами

U = q/C

3) Ёмкость плоского воздушного конденсатора прямо пропорциональна площади обкладок а также проницаемости и обратно пропорциональна расстоянию d между пластинами:

`C = (ξ ξ_0 S)/d`

Следовательно, увеличение проницаемости при внесении между пластинами диэлектрической пластины, приведёт к увеличению ёмкости.

4) Суммарный заряд стержня электрометра и соединённой с ним пластины не изменяется, так как эта система тел электроизолированная. При этом заряд пластины остаётся практически равным Q. Поэтому разность потенциалов между пластинами после внесения диэлектрика уменьшается: U = Q/C, что приведёт к уменьшению угла отклонения стрелки.

Номер: 987886

Дайте развернутый ответ.
ЕГЭ по физике

В электрической схеме, показанной на рисунке, ключ К длительное время замкнут. ЭДС батарейки E=12 В, отношение внутреннего сопротивления батарейки к сопротивлению резистора `k=r/R=0,2`. После размыкания ключа К в результате разряда конденсатора на резисторе выделяется количество теплоты Q = 10 мкДж. Найдите заряд q конденсатора до размыкания ключа.

КЭС: 3.1.11 Энергия заряженного конденсатора

Решение:

Количество теплоты, выделяющееся на резисторе после размыкания ключа:

`Q = WC = (CU^2)/2= (qU)/2`

Напряжение на конденсаторе равно падению напряжения на резисторе. С учетом закона Ома для полной цепи:

`U = IR = ξR/(R +r)` (1)

`k=r/R=0,2`

`r=0,2R`

тогда 1 уравнение принимает вид

`U = IR = ξR/(R +0,2R)=ξ/1,2`

Комбинируя эти формулы, находим:

`Q = (qξ)/(2*1.2)=(qξ)/(2.4)`

Отсюда q

`q = (Q*2.4)/ξ = (2.4*10^-5)/12 = 2*10^-6` = 2 мкКл

Номер: BE1F40

Дайте развернутый ответ.
ЕГЭ по физике

Батарея из четырёх конденсаторов электроёмкостью С₁ = 2С, С₂ = С, С₃ = 4С и С₄ = 2С подключена к источнику постоянного тока с ЭДС E и внутренним сопротивлением r (см. рисунок). Определите энергию конденсатора С₁.

КЭС: 3.1 Электрическое поле

Решение:

Решение.

В батарее конденсаторы C1 и С3, С2 и С4 соединены в пары параллельно, а образовавшиеся пары — последовательно. Значит, общая электроёмкость системы равна

`C_0=(C_(13)*C_(24))/(C_(13)+C_(24))=((C_1+C_3)*(C_2+C_4))/(C_1+C_3+C_2+C_4)=(2C+4C)(C+2C)/(2C+4C+C+2C) =2C`

Общий заряд батареи, а также заряд на парах С1 и С3, С2 и С4 равен:

`q_0=q_13=q_24=C_0E=2CE`,

т. к. пары соединены последовательно. Следовательно, напряжение на паре С1 и С3 равно

`U_(13)=q_0/C_(13)=(2CE)/6C=(2E)/6`.

Таким образом, энергия конденсатора С1 равна

`W_1=(C_1*U_(13)^2)/2=(2C*4E^2)/(2*36)=(8CE^2)/36=(CE^2)/4`

Ответ:`(CE^2)/4`

Номер: EA12FA

Дайте развернутый ответ.
ЕГЭ по физике

В однородном электрическом поле с напряжённостью E=18 В/м находятся два точечных заряда: Q=−1 нКл и q=+5 нКл с массами M=5 г и m=10 г соответственно (см. рисунок). На каком расстоянии d друг от друга находятся заряды, если их ускорения совпадают по величине и направлению? Сделайте рисунок с указанием всех сил, действующих на заряды. Силой тяжести пренебречь.

КЭС: 3.1 Электрическое поле

Решение:

Направим ось Ox по напряжённости электрического поля E.

На заряд q действует две силы: электрическая

`F_1 = qE`,

и сила Кулона:

`F′ = F = (kq|Q|)/d^2`.

На заряд Q также действует две силы:

`F_2 = |Q|E`,

и сила Кулона:

`F′′ = F = kq|Q|/d^2`.

Направление сил указано на рисунке.

Второй закон Ньютона запишется в виде:

`F′+ F_1 = ma`

`F′′+F_2 = Ma`,
где a – ускорение тел.
Спроецируем на ось Ox :

`F1− F = ma`

`F − F2 = Ma`

Тогда

`(F_1-F)/m = (F-F_2)/M`

Тогда с учётом выражений для сил можно выразить d

`d=sqrt((kq|Q|(m+M))/(E(m|Q|+Mq))) = sqrt((9*10^9*5*10^-9*|-1|*10^-9(0.01+0.005))/(18(0.01*|-1|*10^-9+0.005*5*10^-9))) = 1 м`

Ответ: 1 м

Номер: D71312

Дайте развернутый ответ.
Плоский воздушный конденсатор электроёмкостью С = 10 нФ подключили к источнику постоянного напряжения U = 10 В. После полной зарядки конденсатор отсоединили от источника напряжения. Определите изменение энергии этого конденсатора, если расстояние между его обкладками
увеличить на 20%.

КЭС: 3.1 Электрическое поле

Решение:

Поскольку конденсатор зарядили и отключили от источника тока, то заряд на нем остался неизменным и равным

`q=C_1U_1`

Первоначально емкость конденсатора равнялась

`C_1=(ξ_0S)/d_1`

,где S  — площадь пластин не менялась, а после уменьшения расстояния между пластинами стала равной

`C_2=(ξ_0S)/d_2=(ξ_0S)/(1.2d_1)`

Следовательно, емкость конденсатора стала

`C_2=C_1/(1.2)`

Первоначальная энергия конденсатора равнялась

`W_1=q^2/(2C_1)=(C_1U_1^2)/2`

После изменения расстояния между пластинами стала равной

`W_1=q^2/(2C_2)=(1.2C_1U_1^2)/2`

Тогда изменение энергии электрического поля конденсатора равно:

`ΔW=W_2-W_1=(1.2C_1U_1^2)/2-(C_1U_1^2)/2=(0.2C_1U_1^2)/2=0.1C_1U_1^2=0.1*10^-8*100=0.1`мкДж

Ответ: увеличилось на 0,1 мкДж.

Номер: C7DA11

Дайте развернутый ответ.
ЕГЭ по физике

Конденсатор С1 заряжен до напряжения U=300 В и включён в последовательную цепь из резистора R=300 Ом, незаряженного конденсатора C₂=2 мкФ и разомкнутого ключа К (см. рисунок). После замыкания ключа в процессе перезарядки конденсаторов в цепи выделяется количество теплоты Q=30 мДж. Чему равна ёмкость конденсатора С₁?

КЭС: 3.1 Электрическое поле

Решение:

Решение.
После соединения конденсаторов напряжение U на них будет одинаковым. По закону сохранения заряда `q_1+q_2=q_1′+q_2′`

,где заряды до соединения на первом конденсаторе равен `q_1=C_1U`на втором `q_2=0`, конденсаторе а заряды после соединения `q_1′=C_1U` и `q_2′=C_2U`.

Откуда получаем:

`C_1U_1=U(C_1+C_2)`

Энергии конденсаторов до и после соединения равнялись

`W_1=q^2/(2C_1) = (C_1^2U^2)/2`

и

`W_2=q^2/(2C_2) = (C_1^2U^2)/2(C_1+C_2)`

Выделившаяся на резисторе теплота равна

`Q=W_1-W_2`

По закону сохранения энергии выделившееся в цепи количество теплоты равно разности значений энергии конденсаторов в начальном и конечном состояниях:

`Q=(C_1^2U^2)/2-(C_1^2U^2)/2(C_1+C_2)=(C_1^2U^2)/2(1-1/(C_1+C_2))=(C_1C_2U^2)/2(C_1+C_2)`

Откуда получим:

`C_1=(2C_2Q)/(C_2U^2-2Q) = (2*2*10^-6*0.03)/(2*10^-6*300^2-2*0.03)=1*10^-6=1 мкФ`

Ответ: 1 мкФ

Номер: 94CB5B

Дайте развернутый ответ.
Между горизонтальными обкладками плоского конденсатора висит заряженная капелька ртути. Какова разность потенциалов обкладок, если расстояние между ними равно 2 см, заряд капельки равен 5,44×10^–18 Кл, а объём капельки равен 2×10^–18 м³?

КЭС: 3.1 Электрическое поле

Решение:

Решение.

1. Заряженная капелька ртути будет находиться в покое, если сила тяжести уравновешивается силой, действующей со стороны электрического поля:

`mq = qE` (1)

2. Напряжённость электростатического поля в конденсаторе связана с разностью потенциалов и расстоянием между пластинами соотношением

`E = (Δφ)/d` (2)

3. Массу капельки найдём из формулы

`m=ρV`, (3)

где ρ — плотность ртути, V — объём капельки.

4. Из уравнений (1), (2) и (3) получаем:

`Δφ=(ρVgd)/q=(13600*2*10^-18*10*0.02)/(5.44*10^-18)=1000 В`,

что составляет 1 кВ.

Ответ: 1 кВ.

Номер: 4D5DA2

Дайте развернутый ответ.
ЕГЭ по физике

На рисунке показана схема устройства для предварительного отбора заряженных частиц, вылетающих из источника частиц (и.ч.), для последующего детального исследования. Устройство представляет собой конденсатор, пластины которого изогнуты дугой радиусом R.
При первоначальном напряжении U в промежутке между обкладками конденсатора, не касаясь их, пролетают молекулы интересующего исследователей вещества, потерявшие один электрон. Во сколько раз нужно изменить напряжение на обкладках конденсатора, чтобы сквозь него могли пролетать такие же, но дважды ионизированные молекулы (потерявшие два электрона), имеющие такую же скорость? Считать, что расстояние между пластинами мало, напряжённость электрического поля в конденсаторе всюду одинакова по модулю, а вне конденсатора электрическое поле отсутствует. Влиянием силы тяжести пренебречь.

КЭС: 3.1 Электрическое поле

Решение:

Решение:

1) В первом случае частицы имеют заряд `q_1`, а во втором случае, когда частицы потеряли электроны дважды, их заряд увеличился в 2 раза и стал равен `q_2 = 2q_1`

2) В конденсаторе на частицы будет действовать сила Кулона `F = qE`, которая по второму закона Ньютона создает центростремительное ускорение a равно v в квадрате над

`a=v^2/R`

`qE=ma`

`qE = m * v^2/R`

3) Найдем, во сколько раз изменится напряженность электрического поля при увеличении заряда и постоянных скорости частиц v и радиусе пластин конденсатора R:

`(q_1E_1)/(q_2E_2)=(mv^2)/R*R/(mv^2)`

`q_1/q_2=E_2/E_1`

`q_1/2q_1=E_2/E_1`

`E_2/E_1=1/2`

Напряженность уменьшилась в 2 раза.

4) Для конденсатора применима формула: `E= U/d`

При постоянном расстоянии между пластинами d при уменьшении напряженности E напряжение U также уменьшится в 2 раза.

Ответ: напряжение уменьшится в 2 раза.

Номер: 4EEAAD

Дайте развернутый ответ.
ЕГЭ по физике

Батарея из четырёх конденсаторов электроёмкостью С₁ = 2С, С₂ = С, С₃ = 4С и С₄ = 2С подключена к источнику постоянного напряжения с ЭДС E и внутренним сопротивлением r (см. рисунок). На сколько и как изменится общая энергия, запасённая в батарее, если в конденсаторе С3 возникнет пробой?

КЭС: 3.1 Электрическое поле

Решение:

До пробоя в цепи было параллельное соединение конденсаторов C1 и C3 , параллельное соединение конденсаторов C2 и C4 , которые между собой соединены последовательно. Найдём сопротивления блоков:

`C_(13) =C_1 + C_3 = 2C +4C = 6C`

`C_(24) = C_2+ C_4 = C + 2C = 3C`

Общая ёмкость:

`C_0 = (C_(13)*C_(24))/(C_(13)+C_(24)) = (6C*3C)/(6C + 3C) = 2C`.

Энергия:

`W = (C_0ξ^2)/2 =C ξ^2`.

При пробое конденсатора C3 напряжение на нём будет равно нулю. Так как конденсатор C1 подключён параллельно к конденсатору C1 , то напряжение на нём равно напряжению на конденсаторе C3 и равно нулю. То есть общая ёмкость после пробоя равна `C_(24) = 3C`. Общая энергия:

`W ′ = (C_(24) ξ^2)/2= 3/2 * Cξ^2`

Изменение энергии:

`ΔW = W ′− W = 3/2 Cξ^2− Cξ^2 = 1/2 Cξ^2`

Ответ:`1/2 Cξ^2`

Номер: 0C59AA

Дайте развернутый ответ.
ЕГЭ по физике

Маленький шарик массой m с зарядом q=5 нКл, подвешенный к потолку на лёгкой шёлковой нитке длиной l=0,8 м, находится в горизонтальном однородном электростатическом поле `vecE` с модулем напряжённости поля E=6⋅10⁵ В/м (см. рисунок). Шарик отпускают с нулевой начальной скоростью из положения, в котором нить вертикальна. В момент, когда нить образует с вертикалью угол α=30°, модуль скорости шарика υ=0,9 м/с. Чему равна масса шарика m? Сопротивлением воздуха пренебречь.

КЭС: 3.1 Электрическое поле

Решение:

Решение.

Систему отсчета, связанную с Землей, будем считать инерциальной. На шарик действуют вертикальная сила тяжести mg горизонтальная сила со стороны электрического поля `F_э = qE` и вдоль нити сила ее натяжения T (см. рис.).

По теореме об изменении кинетической энергии материальной точки в ИСО,

`ΔE_(кин)=A_(все силы)`

Работа силы T равна нулю, так как эта сила в любой момент времени перпендикулярна скорости шарика.

Силы mg и qE потенциальны, поэтому их работа при переходе из начальной точки в конечную не зависит от выбора траектории.

Выберем траекторию перехода в виде двух последовательных шагов: сначала из исходного положения вверх на расстояние h, затем по горизонтали на расстояние b в конечное положение. Работа силы тяжести равна `A_(тяж)=-mgh` работа однородного электрического поля по перемещению заряда `A_э=Eqb` На этой траектории сумма работ силы тяжести и силы со стороны электрического поля:

`A=-mgh+qEb`

где

`h=l(1-cos∝)`

`b=l*sin∝`

В результате получаем:

`ΔE_(кин) = (mv^2)/2 - 0 = A_(все силы) = -mgl (1-cos∝)+qElsin∝`

Откуда:

`m=(2qEl*sin∝)/(v^2+2gl(1-cos∝)) = (2*5*10^-9*6*10^5*0.8*0.5)/(0.81+2*10*0.8(1-sqrt3/2)) ≈8.1*10^-4` кг

Ответ: `8.1*10^-4` кг

Номер: 702BAF

Дайте развернутый ответ.
ЕГЭ по физике

На столе закреплён длинный тонкий непроводящий стержень, наклонённый под углом α к горизонту (см. рисунок). На стержне закреплена маленькая заряженная бусинка. Выше неё на стержень надета другая такая же заряженная бусинка, которая может скользить по стержню без трения. Заряды бусинок одинаковы и равны q, масса бусинки равна m. Определите расстояние l между бусинками, если они находятся в равновесии. Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на верхнюю бусинку. Электростатическим воздействием стола на бусинки пренебречь.

КЭС: 3.1 Электрическое поле

Решение:

Расставим силы, действующие на верхнюю бусинку

Так как бусинки находятся в равновесии, то из второго закона Ньютона

`N + mg + k = 0`,

где
N – сила реакции опоры стержня,
Fk – сила Кулона.
Сила взаимодействия между зарядами равна

`F_k = (kq^2)/l^2` (1)

Тогда в проекции второго закона Ньютона на ось, совпадающую с осью спицы и перпендикулярную ей:

`({N = mg cosα),(mg sinα= F_k}:)`

С учетом (1)

`mg sinα= k q^2/l^2 ⇒ l = q sqrt(k/(mg*sinα))`

Ответ:`q sqrt(k/(mg*sinα))`

Номер: 3943AE

Дайте развернутый ответ.
ЕГЭ по физике

Плоский конденсатор с длинными широкими горизонтальными пластинами подключён
к источнику постоянного тока так, как показано на рисунке. Установка располагается в вакууме. Между пластинами находится положительно заряженная пылинка, которая движется вниз, разгоняясь, с ускорением g/2. Каким будет ускорение пылинки, если, не отключая конденсатор
от источника, увеличить расстояние между пластинами в 2 раза?

КЭС: 3.1 Электрическое поле

Решение:

Изобразим все силы, действующие на шарик.

Положительно заряженная пластина отталкивает пылинку. Пластины конденсатора заряжены так, как показано на рисунке. Расставив силы. На тело действует электрическая сила F и сила тяжести mg , а тело движется с ускорением a =g∕2 вниз.
Запишем второй закон Ньютона

`F + mg = ma`.

В проекции на ось Ox :

`mg − F = ma`

Электрическая сила равна

`F =qE`,

где
q – заряд пылинки,
E – напряженность пластины конденсатора.

Напряженность равна

`E = U/d`,

где U = const – напряжение на пластинах, d – расстояние между пластинами.
То есть для первого случая

`F_1 = qE_1 = (qU)/d_1`

а для второго

`F_2 = qE_2 = (qU)/d_2 = (qU)/(2d_1) = F_1/2`.

Тогда для первого случая

`a_1 = g − F_1/m = g/2⇒ F_1 = (mg)/2`.

Для второго случая

`a_2 = g − F_2/m = g − F_1/m = g − (mg)/(4m) = (3g)/4`.

Ответ: `(3g)/4`

Номер: 758AC6

Дайте развернутый ответ.
ЕГЭ по физике

Частица, имеющая заряд q=5⋅10⁻⁹ Кл, влетает в электрическое поле конденсатора параллельно его пластинам в точке, находящейся посередине между пластинами (см. рисунок). Минимальная скорость, с которой частица должна влететь в конденсатор, чтобы затем вылететь из него, υ=250 м/с. Длина пластин конденсатора l=5 см; расстояние между пластинами d=1 см; напряжённость электрического поля конденсатора E=5000 В/м. Чему равна масса частицы? Поле внутри конденсатора считать однородным, силой тяжести пренебречь. Считать, что конденсатор находится в вакууме.

КЭС: 3.1 Электрическое поле

Решение:

1. На заряженную частицу в однородном поле конденсатора действует сила
, пропорциональная напряжённости поля Е и заряду частицы q.

2. В инерциальной системе отсчёта Oxy, связанной с Землёй, ось которой
направлена по начальной скорости частицы (см. рисунок), под действием поля частица приобретает постоянное ускорение, определяемое вторым законом Ньютона:

`ma=F=mg`.

Отсюда: ускорение частицы вдоль оси Oy `a=q/m*E` получается постоянным, а движение - равноускоренным.

3. Закон движения частицы в поле конденсатора:
`x=vt`

`y=(at^2)/2`.

При минимальной скорости траектория проходит через точку B с координатами (l, d/2) удовлетворяющими уравнениям l = vt, d = at^2.

В итоге получаем:

`d*m = qE (l/v)^2 ⇒ m = (qE)/d (l/v)^2 = (5*10^-9*5*10^6*0.05^2)/(0.01*250)^2=10^-6`кг.

Ответ: `m = 10^-6` кг.

Номер: 3E0ECA

Дайте развернутый ответ.
ЕГЭ по физике

Маленький шарик массой m=1 г с зарядом q>0, подвешенный к потолку на лёгкой шёлковой нитке длиной l=0,8 м, находится в горизонтальном однородном электростатическом поле `vecE` с модулем напряжённости поля E=6⋅10⁵ В/м (см. рисунок). Шарик отпускают с нулевой начальной скоростью из положения, в котором нить вертикальна. В момент, когда нить образует с вертикалью угол α=30°, модуль скорости шарика υ=0,8 м/с. Чему равен заряд шарика q? Сопротивлением воздуха пренебречь.

КЭС: 3.1 Электрическое поле

Решение:

Так как по условию задачи сопротивлением воздуха можно пренебречь, можно применить теорему о кинетической энергии:

`A_э+A_(тяж)=ΔW_k`

Работа электростатического поля равна Aэ  =  Eqd, где перемещение тела в электростатическом поле равно

`d=l*sin∝`

Работа силы тяжести равна `A_(тяж) =  −mgh`, при этом тело поднялось на высоту

`h=l(1-cos∝)`

С учетом, что начальная скорость шарика равнялась 0, получаем

`qElsin∝-mgl(1-cos∝)=(mv^2)/2`

Находим заряд шарика

`q=(m(v^2/2+gl(1-cos∝)))/(Elsin∝) = (10^-3((0.64)^2/2+10*0.8l(1-cos30)))/(6*10^5*0.8*0.5) ≈ 5.8`нКл

Ответ: 5,8 нКл.

Номер: 7778ED

Дайте развернутый ответ.

ЕГЭ по физике

КЭС: 3.1.11 Энергия заряженного конденсатора

Решение:

В батарее конденсаторы C1 и С3, С2 и С4 соединены в пары параллельно, а образовавшиеся пары — последовательно. Значит, общая электроёмкость системы равна

`C_0=(C_(13)*C_(24))/(C_(13)+C_(24))=((C_1+C_3)*(C_2+C_4))/(C_1+C_3+C_2+C_4)=(2C+4C)(C+2C)/(2C+4C+C+2C) =2C`

Общий заряд батареи, а также заряд на парах С1 и С3, С2 и С4 равен:

`q_0=q_13=q_24=C_0E=2CE`,

т. к. пары соединены последовательно. Следовательно, напряжение на паре С1 и С3 равно

`U_(13)=q_0/C_(13)=(2CE)/6C=(2E)/6`.

Таким образом, энергия конденсатора С2 равна

`W_1=(C_2*U_(13)^2)/2=(C*4E^2)/(2*36)=(4CE^2)/72=(CE^2)/18`

Ответ:`(CE^2)/18`

Номер: 487964

Дайте развернутый ответ.
Две большие параллельные вертикальные пластины из диэлектрика расположены на расстоянии d = 5 см друг от друга. Пластины равномерно заряжены разноимёнными зарядами. Модуль напряжённости поля между пластинами E=6⋅10⁵ В/м. Между пластинами, на равном расстоянии от них, помещён маленький шарик с зарядом Q=5⋅10⁻¹¹ Кл и массой M=3⋅10⁻³ г.
После того как шарик отпускают, он начинает падать. Какую скорость будет иметь шарик, когда коснётся одной из пластин? Трением о воздух и размерами шарика пренебречь.

КЭС: 3.1.3 Электрическое поле. Его действие на электрические заряды

Решение:

По второму закону Ньютона получаем, что

`ma=mg+qE`

`{(x: ma_x=qE),(y: ma_y=mg):}`

`{(a_x=(qE)/m),(a_y=g):}`

Шарик движется равноускорено, поэтому

`S-v_0t+at^2/2`

`v/v_0+at`

Шарик изначально покоился, поэтому `v_0=0`

`S_x=d/2=(a_x*t^2)/2`

`t=sqrt(d/a_x)=sqrt((dm)/(qE))`

Модуль скорости шарика в момент касания пластины равен

`v=sqrt(v_x^2+v_y^2)=sqrt((a_x*t)^2+(a_y*t)^2) = sqrt(((qE)/m*sqrt((dm)/(qE)))^2 +(g*sqrt((dm)/(qE)))^2)=sqrt((qEd)/(m)+(g^2dm)/(qE))`

`v=sqrt((5*10^-11*6*10^5*0.05)/(3*10^-6)+(10^2*3*10^-6*0.05)/(5*10^-11*6*10^5)) = 1 м/c`

Ответ: 1 м/c

Номер: F31560

Дайте развернутый ответ.
К изолированному заряженному конденсатору с электроёмкостью C = 1 нФ и зарядом q = 12 нКл параллельно подключили незаряженный конденсатор электроёмкостью 2C. Найдите установившееся напряжение на первом конденсаторе.

КЭС: 3.1 Электрическое поле

Решение:

Решение.
После соединения двух конденсаторов произойдет перераспределение заряда, причем, напряжение на обоих конденсаторах будет одинаковым.

По закону сохранения заряда где заряды `q=q_1′+q_2′` конденсаторов после соединения станут

`q_1`=c_1U` `q_2`=c_2U`

где U  — напряжение на каждом конденсаторе.

Тогда находим напряжение на каждом конденсаторе:

`U = q/(C_1+C_2) = q/(3C) = (12*10^-9)/(3*10^-9)=4` В

Ответ: 4 В.

Номер: 12D462

: Обновлено: 21 декабря 2024

ЕГЭ по физике 2025. Теория и задания ФИПИ с ответами