На гладкой горизонтальной поверхности расположено тонкое непроводящее кольцо массой $m$, вдоль которого равномерно распределен заряд $Q$. Кольцо находится во внешнем однородном магнитном поле с индукцией $B_{0}$, направленной перпендикулярно плоскости кольца. Внешнее магнитное поле выключают.
1) По какой причине (указать механизм) кольцо начнет вращаться?
2) Найти угловую скорость вращения кольца после выключения магнитного поля.
Подробнее
Электрическая цепь состоит из батареи с ЭДС $\mathcal{E}$, сопротивления $R$ и конденсатора переменной емкости, начальное значение которой равно $C_{0}$ (рис.). Через некоторое время после замыкания ключа К в цепи течет ток $I_{0}$. Начиная с этого момента времени, емкость конденсатора изменяется таким образом, что ток в цепи остается постоянным и равным $I_{0}$.
1) Определить ток в цепи сразу после замыкания ключа К.
2) Найти зависимость емкости конденсатора от времени. Внутреннее сопротивление батареи не учитывать.
Подробнее
Положительно заряженная частица движется в однородных взаимно перпендикулярных электрическом и магнитном полях (рис.). В некоторый момент времени скорость частицы перпендикулярна векторам $\vec{E}$ и $\vec{B}$ и равна $V_{0}$. Чему будет равна скорость этой частицы в те моменты, когда вектор ее скорости будет составлять $180^{ \circ}$ с вектором $\vec{V}_{0}$, при условии, что $E = V_{0}B$? Поле тяжести не учитывать.
Подробнее
В электрической схеме, параметры которой указаны на рис., в начальный момент ключи $K_{1}$ и $K_{2}$ разомкнуты. Вначале замыкают ключ $K_{1}$. Когда ток через катушку индуктивности достигает значения $I_{0}$, замыкают ключ $K_{2}$. Определить:
1) напряжение на катушке индуктивности сразу после замыкания ключа $K_{2}$;
2) напряжение на конденсаторе в установившемся режиме. Внутреннее сопротивление батарей не учитывать.
Подробнее
Три тонкие незаряженные металлические пластины площадью $S$ каждая расположены на расстояниях $d$ друг от друга, причем $d$ много меньше размеров пластин. К пластинам 2 и 3 подсоединили батарею с ЭДС $\mathcal{E}$ (рис.). Пластине 1 сообщили заряд $q_{0}$ и замкнули ключ К.
1) Определить заряд пластины 3 до сообщения пластине 1 заряда $q_{0}$.
2) Определить заряд пластины 3 после замыкания ключа К.
Подробнее
В схеме, изображенной на рис., катушки с индуктив-ностями $L_{1}$ и $L_{2}$ и пренебрежимо малыми сопротивлениями закорочены через идеальный диод D. В начальный момент ключ К разомкнут, а конденсатор емкости С заряжен до неизвестного напряжения $U_{x}$. Через некоторое время $\tau$ после замыкания ключа напряжение на конденсаторе станет равным нулю, а затем конденсатор перезарядится до некоторого максимального напряжения и в этот момент через диод D будет течь ток, равный $I_{0}$.
1) Определить $\tau$.
2) Определить начальное напряжение $U_{x}$.
Подробнее
В схеме, изображенной на рис., при разомкнутых ключах $K_{1}$ и $K_{2}$ конденсаторы с емкостями $C_{1}$ и $C_{2}$ не заряжены. ЭДС батареи $\mathcal{E}$, внутреннее сопротивление — $r$. Сначала замыкают ключ $K_{1}$, а после установления стационарного состояния в схеме замыкают ключ $K_{2}$.
1) Чему равен ток через источник сразу после замыкания ключа $K_{1}$?
2) Какое количество теплоты выделится во всей схеме после замыкания ключа $K_{2}$?
Подробнее
В электрической схеме, состоящей из батареи с ЭДС $\mathcal{E} = 15 В$, резисторов $R_{1} = 10 Ом$ и $R_{2} = 30 Ом$ (рис.) замыкают ключ К.
1) Найти ток через резистор $R_{2}$ сразу после замыкания ключа.
2) Найти ток через батарею в тот момент, когда напряжение на конденсаторе равно $\mathcal{E}/3$. Внутренним сопротивлением пренебречь.
Подробнее
На непроводящей горизонтальной поверхности стола лежит проводящая жесткая тонкая рамка из однородного куска проволоки в виде равностороннего треугольника со стороной, равной $a$. Рамка находится в однородном горизонтальном магнитном поле, линии индукции которого перпендиклярны одной из сторон рамки (рис.). Масса рамки $M$, величина индукции $B$. Какой силы ток нужно пропустить по рамке (против часовой стрелки), чтобы она начала приподниматься относительно одной из вершин треугольника?
Подробнее
Сложный воздушный конденсатор состоит из четырех пластин, удерживаемых на равных расстояниях $d$ друг от друга. Пластины 1 и 3 закорочены. Пластины 2 и 4 подсоединены к источнику с ЭДС $\mathcal{E}$ (рис.). Определить силу, действующую со стороны электрического поля на пластину 3. Площадь каждой пластины — $S$, а расстояние между ними много меньше размеров пластин.
Подробнее
Для поддержания незатухающих колебаний в контуре с малым затуханием, изображенном на рис., индуктивность катушки быстро (по сравнению с периодом колебаний в контуре) увеличивают на небольшую величину $\Delta L ( \Delta L \ll L)$ каждый раз, когда ток в цепи равен нулю, а через время, равное четверти периода колебаний, также быстро возвращают в исходное состояние. Определить величину $\Delta L$, если $L = 0,15 Гн, C = 1,5 \cdot 10^{-7} Ф, R = 20 Ом$.
Подробнее
В схеме, изображенной на рис., в начальный момент ключ К разомкнут, а конденсатор С не заряжен. Вольтамперная характеристика диода D изображена на рис.. ЭДС батареи $\mathcal{E} = 3 В$, пороговое напряжение диода $U_{0} = 1 В, R = 2 кОм$. Ключ К замыкают. В установившемся режиме ток в цепи равен нулю.
1) Чему равен ток в цепи сразу после замыкания ключа?
2) Чему равна емкость конденсатора С, если известно, что после замыкания ключа через диод протек заряд $q = 4 \cdot 10^{-4} Кл$?
3) Какое количество теплоты выделится на резисторе $R$ после замыкания ключа. Внутренним сопротивлением батареи пренебречь.
Подробнее
Одну из пластин плоского конденсатора, заряженную положительным зарядом $q_{1}$, удерживают на расстоянии $d$ от другой закрепленной пластины с отрицательным зарядом $q_{2}$. Площадь каждой пластины $S$ (рис.). Верхнюю пластину массой $M$ отпускают. Чему будет равна ее скорость после абсолютно упругого отскока на прежнее расстояние $d$.
Подробнее
При разомкнутом ключе К в LC-контуре (рис.) происходят незатухающие свободные колебания тока. В тот момент, когда ток в цепи максимален и равен $I_{0}$, замыкают ключ К. Определить максимальное напряжение на конденсаторе после замыкания ключа. Параметры схемы указаны на рисунке.
Подробнее
На горизонтальной поверхности стола закреплена тонкая неподвижная проводящая квадратная рамка со стороной $a$. На рамке симметрично лежит стержень параллельно боковым сторонам рамки на расстоянии $b = a/4$ (рис.). Рамка и стержень изготовлены из одного куска провода, омическое сопротивление единицы длины которого равно $\rho$. В некоторый момент включается однородное магнитное поле, вектор индукции которого перпендикулярен плоскости рамки, какую скорость приобретет стержень за время установления магнитного поля, если установившееся значение индукции равно $B_{0}$? Смещением стержня за время установления магнитного поля пренебречь. Трение не учитывать. Масса стержня $M$.
Подробнее
