Вариант 2
ЗАДАНИЕ N 1 Тема: Первое начало термодинамики. Работа при изопроцессах
Двум молям водорода сообщили теплоты при постоянном давлении. При этом его температура повысилась на ______ К. (Считать связь атомов в молекуле жесткой. ) Ответ округлите до целого числа.
|
10 |
ЗАДАНИЕ N 2 Тема: Средняя энергия молекул
При комнатной температуре коэффициент Пуассона , где и – молярные теплоемкости при постоянном давлении и постоянном объеме соответственно, равен для …
|
|
водяного пара |
|
|
|
|
водорода |
|
|
|
азота |
|
|
|
гелия |
ЗАДАНИЕ N 3 Тема: Распределения Максвелла и Больцмана
Зависимости давления идеального газа во внешнем однородном поле силы тяжести от высоты для двух разных температур представлены на рисунке. Для графиков этих функций неверными являются утверждения, что …
|
|
температура выше температуры |
|
|
|
давление газа на высоте равно давлению на «нулевом уровне» , если температура газа стремится к абсолютному нулю |
|
|
|
|
температура ниже температуры |
|
|
|
зависимость давления идеального газа от высоты определяется не только температурой газа, но и массой молекул |
Решение: Зависимость давления идеального газа от высоты для некоторой температуры определяется барометрической формулой: , где давление на высоте , масса молекулы, ускорение свободного падения, постоянная Больцмана. Из формулы следует, что при постоянной температуре давление газа уменьшается с высотой по экспоненциальному закону тем медленнее, чем больше температура . Давление определяется весом всего газа и не меняется при изменении температуры.
ЗАДАНИЕ N 4 Тема: Второе начало термодинамики. Энтропия
В идеальной тепловой машине из каждого теплоты, получаемого от нагревателя, отдается холодильнику. Если температура холодильника 27°С, то температура нагревателя (в °С) равна …
|
|
127 |
|
|
|
|
400 |
|
|
|
200 |
|
|
|
225 |
ЗАДАНИЕ N 5 Тема: Электростатическое поле в вакууме
Электростатическое поле создано бесконечной равномерно заряженной плоскостью (– поверхностная плотность зарядов). Градиент потенциала поля в точке А ориентирован в направлении …
|
3 |
Решение: Градиент потенциала в некоторой точке связан с напряженностью поля в этой точке соотношением , поэтому для нахождения направления в точке А необходимо найти направление вектора напряженности поля в этой точке. Вектор напряженности поля бесконечной равномерно заряженной плоскости направлен перпендикулярно плоскости. Если , вектор направлен к плоскости, а вектор – от нее, то есть в направлении 3.
Задание n 6 Тема: Уравнения Максвелла
Физический смысл уравнения Максвелла заключается в следующем …
|
|
источником электрического поля являются свободные электрические заряды |
|
|
|
|
изменяющееся со временем магнитное поле порождает вихревое электрическое поле |
|
|
|
«магнитных зарядов» не существует: силовые линии магнитного поля замкнуты |
|
|
|
источником вихревого магнитного поля, помимо токов проводимости, является изменяющееся со временем электрическое поле |
Решение: Данное уравнение Максвелла является обобщением теоремы Остроградского – Гаусса для электростатического поля в среде – источником электрического поля являются свободные электрические заряды. Максвелл предположил, что она справедлива для любого электрического поля, как стационарного, так и переменного.
Задание n 7 Тема: Законы постоянного тока
На рисунке представлены результаты экспериментального исследования зависимости силы тока в цепи от значения сопротивления, подключенного к источнику постоянного тока. ЭДС источника и его внутреннее сопротивление соответственно равны …
|
|
12 В, 1 Ом |
|
|
|
|
9 В, 0,5 Ом |
|
|
|
24 В, 3 Ом |
|
|
|
18 В, 2 Ом |
Решение: Из закона Ома для замкнутой цепи . Если из приведенного графика взять два значения сопротивления R и соответствующие им значения силы тока J и подставить их в это уравнение, то получим систему двух уравнений с двумя неизвестными. Например: Тогда , . Решая эту систему, получим:
ЗАДАНИЕ N 8 Тема: Электрические и магнитные свойства вещества
На рисунке приведена петля гистерезиса. Здесь B – магнитная индукция поля в веществе, H – напряженность внешнего магнитного поля. Коэрцитивной силе на графике соответствует отрезок …
|
|
ОМ |
|
|
|
|
ОС |
|
|
|
АМ |
|
|
|
ОN |
ЗАДАНИЕ N 9 Тема: Явление электромагнитной индукции
По параллельным металлическим проводникам, расположенным в однородном магнитном поле, с постоянным ускорением перемещается проводящая перемычка, длиной (см. рис.). Если сопротивлением перемычки и направляющих можно пренебречь, то зависимость индукционного тока от времени можно представить графиком …
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение: При движении проводящей перемычки в магнитном поле в ней возникает ЭДС индукции и индукционный ток. Согласно закону Ома для замкнутой цепи, , а ЭДС индукции определяется из закона Фарадея: , где – магнитный поток сквозь поверхность, прочерчиваемую перемычкой при ее движении за промежуток времени . Учитывая, что (поскольку индукциямагнитного поля перпендикулярна плоскости, в которой происходит движение проводника), а , где – длина перемычки, получаем: . Тогда , а величина индукционного тока . Поскольку , где а – ускорение перемычки, то индукционный ток возрастает со временем по линейному закону.