Задание 15. Электромагнитная индукция, оптика. ЕГЭ 2020 по физике

За это задание ты можешь получить 1 балл. Уровень сложности: базовый.
Средний процент выполнения: 62.2%
Ответом к заданию 15 по физике может быть целое число или конечная десятичная дробь.

Задачи для практики

Задача 1

Предмет высотой 15 см помещён на расстоянии 1,5F от линзы. Определите, какой высоты получится на экране изображение предмета, если оно перпендикулярно к главной оптической оси. Ответ выразите в (м).

Решение

Дано:

$d=1.5F$

$h=0.15$м

$H-?$

Решение:

Запишем уравнение тонкой линзы: ${1}/{F}={1}/{d}+{1}/{f}$(1), где $f$ - расстояние от линзы до изображения, $d$ - расстояние от предмета до линзы.${1}/{f}={1}/{F}-{1}/{1.5F}={1-1.5}/{1.5F}={1}/{3F}$ или $f=3F$(2)

Увеличение линзы $Г={f}/{d}={3F}/{1.5F}=2$(3).

Тогда высота изображения: $H=Г·h=2·0.15=0.3$м.

Ответ: 0.3
Показать решение

Задача 2

Пучок параллельных лучей падает под углом 50◦ к горизонтальной зеркальной поверхности. Под каким углом к плоскости следует расположить второе плоское зеркало, чтобы после отражения от него пучок шёл вертикально вверх? Ответ выразите в (◦). В ответе укажите тупой угол

Решение

Дано:

$α=50°$

$θ-?$

Решение:

По закону отражения света $∠α=∠β=50°$(1). Из $∆OAB$ видно, что $∠ABO=90°, ∠AOB=∠B=50°$, значит, $∠OAB=180°-∠ABO-∠B=180°-90°-50°=40°$(2). Зеркало 2 делит $∠OAB$ пополам, значит, угол $γ={∠AOB}/{2}={40°}/{2}=20°$(3). Из $∆ABC$ имеем $∠ACB=180°-∠ABC-∠γ=180°-90°-20°=180°-110°=70°$(4). Из рисунка видно, что $∠θ$ и $∠ACB$ смежные углы, тогда имеем: $∠θ=180°-∠ACB=180°-70°=110°$.

Ответ: 110
Показать решение

Задача 3

Заряд на пластинах конденсатора колебательного контура изменяется с течением времени по закону q = 10−6 · cos(104π · t). Найдите период колебания заряда. Ответ выразите в (·10−4 c).

Решение

Дано:

$q=10^{-6}·cos(10^4πt)$

$T-?$

Решение:

Запишем выражение колебаний заряда в общем виде: $q=q_m·cos(10^4π·t)$(1). Тогда приравняв выражения под косинусом найдем период: ${2π·t}/{T}=10^4πt⇒T={2}/{10^4}=2·10^{-4}$c

Ответ: 2
Показать решение

Задача 4

В колебательном контуре, индуктивность катушки которого равна 0,4 Гн, происходят собственные электромагнитные колебания. Определите электроёмкость конденсатора в этом контуре, если зависимость напряжения на конденсаторе от времени для этого колебательного контура имеет вид U = U0 cos(500t). Все величины в формуле выражены в единицах СИ. Ответ выразите в (мкФ).

Решение

Дано:

$L=0.4$Гн

$U=U_0cos(500t)$

$C-?$

Решение:

Из уравнения $ω=500$.

$ω={1}/{√{LC}}$, то $c={1}/{Lω^2}={1}/{0.4·500^2}=10$мкФ.

Ответ: 10
Показать решение

Задача 5

В какой точке будет находиться изображение пламени свечи (обозначено буквой S) в линзе, изображённой на рисунке? В ответе запишите номер точки.

Решение

1) Учитывая, что данная линза собирающая и находится за фокусом, ее изображение будет увеличенным, соответствует точке 4.

Ответ: 4
Показать решение

Задача 6

Луч света падает на плоское зеркало, при этом угол падения равен 30◦. Определите угол между отражённым лучом и зеркалом. Ответ выразите в (◦).

Решение

Дано:

$α_{под}=30°$

$γ-?$

Решение:

Угол падения и угол отражения равны: $α=β$

$γ=90°-30°=60°$.

Ответ: 60
Показать решение

Задача 7

С какой силой действует однородное магнитное поле с индукцией 4 Тл на проводник длиной 25 см, расположенный под углом 30◦ к вектору индукции, если сила тока в проводнике 2 А? Ответ выразите в (Н).

Решение

Дано:

$B↖{→}=4$Тл

$l=25·10^{-2}$м

$α=30°$

$I-2A$

${F_A}↖{→}-?$

Решение:

Сила Ампера, действующая на проводник с током равна: $F_A=I·B·l·sinα; {F_A}↖{→}=2·4·25·10^{-2}·0.5=1H$.

Ответ: 1
Показать решение

Задача 8

Как увеличится период собственных колебаний в контуре, если ключ K перевести из положения 1 в положение 2? В ответе запишите во(в) сколько раз(-а).

Решение

Дано:

$C_1={C}/{4}$

$C_2=C$

Решение:

По формуле Томсона $T=2π√{LC}$.

Ёмкость увеличится в 4 раза. Тогда период увеличится в 2 раза.

Ответ: 2
Показать решение

Задача 9

Расстояние от карандаша до его изображения в плоском зеркале было равно 90 см. Карандаш приблизили к зеркалу на 10 см. Каково стало расстояние между карандашом и его изображением? Ответ выразите в (см).

Решение

При приближении карандаша на 10 см, приблизится изображение тоже на 10. Тогда, 90-10-10=70см.

Ответ: 70
Показать решение

Задача 10

Световой луч переходит из одной среды в другую, как показано на рисунке. Можно ли, увеличивая угол падения, наблюдать явление полного внутреннего отражения?

Решение

Явление полного отражения напрямую зависит от показателей преломления сред $n_2 > n_1$, следовательно, можно наблюдать.

Ответ: да
Показать решение

Задача 11

На рисунке приведён график зависимости силы тока от времени в электрической цепи, индуктивность которой 1 мГн. Определите модуль ЭДС самоиндукции в интервале времени от 10 до 15 с. Ответ выразить в (мкB).

Решение

Дано:

$h=1$мГн

$t_1=10c$

$t_2=15c$

$|ε_i|-?$

Решение:

Воспользуемся формулой для определения ЭДС самоиндукции $|ε_i|=-{L∆I}/{∆t}={1·10^{-3}(20-20)·10^3}/{5}=0B$.

Ответ: 0
Показать решение

Задача 12

На рисунке приведён график гармонических колебаний тока в колебательном контуре. Если конденсатор в этом контуре заменить на другой конденсатор, ёмкость которого в 16 раз меньше, то каков будет период колебаний? Ответ выразите в (мкс).

Решение

1) По графику определим $T$ период гармонических колебаний, он равен 20мкс. По формуле Томсона $T=2π√{LC}$ определим, что при уменьшении емкости в 16 раз, период колебаний уменьшается в 4 раза $T_г={T_1}/{H}={20}/{54}=5$мкс.

Ответ: 5
Показать решение

Задача 13

В таблице показано, как изменялся заряд конденсатора в колебательном контуре с течением времени.

t, 10−6, c 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
q, 10−6, Кл 0 2,13 3 2,13 0 −2,13 −3 −2,13 0 2,13

Вычислите ёмкость конденсатора в контуре, если индуктивность катушки равна 65 мГн. Ответ выразите в (пФ) и округлите до целых.

Решение

Дано:

$L=65·10^{-3}$Гн

$T=16·10^{-6}$с

$π=3.14$

$С-?$

Решение:

Из таблицы видно, что период колебаний заряда конденсатора в колебательном контуре $T=16·10^{-6}c$. Запишем формулу Томсона: $T=2π√{LC}$(1), откуда выразим емкость конденсатора С: ${T}/{2π}=√{LC}⇒{T^2}/{4π^2}=LC⇒C={T^2}/{4π^2L}$(2). Подставим числовые значения в (2): $C={256·10^{-12}}/{39.4384·65·10^{-3}}=0.1·10^{-9}=100·10^{-12}=100$пФ.

Ответ: 100
Показать решение

Задача 14

Внутри проволочного витка радиусом 10 см магнитная индукция В меняется со временем так, как показано на графике зависимости индукции от времени. Определите ЭДС индукции в этом витке. Ответ округлите до десятых. Ответ выразите в (мВ).

Решение

Дано:

$R=0.1м$

$∆t=0.1с$

$∆B=-50·10^{-3}Тл$

$π=3.14$

$ε_i-?$

Решение:

По закону электромагнитной индукции имеем: $ε_i=-{∆Ф}/{∆t}$(1), где $∆Ф=∆B·S$(2), где $S$ - площадь витка $S=πR^2$(3), тогда подставим (2) и (3) в (1) получим: $ε_i=-{∆B·πR^2}/{∆t}={(-50·10^{-3})·3.14·10^{-2}}/{0.1}=15.7·10^{-3}=15.7мВ$

Ответ: 15.7
Показать решение

Задача 15

Какова скорость света в воде, если абсолютный показатель преломления воды равен 4/3? Ответ выразите в (Мм/с).

Решение

Дано:

$n={4}/{3}$

$с=3·10^8{м}/{с}$

$υ-?$

Решение:

Показатель преломления отражает во сколько скорость света в веществе меньше, чем скорость света в вакууме: $n={c}/{υ}$, где $c$ - скорость света в вакууме: $n={c}/{υ}$(1), откуда $υ={c}/{n}$(2), где $c$ - скорость света в вакууме. Тогда имеем: $υ={3·10^8·3}/{4}={9·10^8}/{4}=2.25·10^8=225·10^6=225$Мм/с

Ответ: 225
Показать решение

Задача 16

Каков абсолютный показатель преломления стекла, если скорость света в стекле 200 Мм/с?

Решение

Дано:

$υ=2·10^8{м}/{с}$

$с=3·10^8{м}/{с}$

$n-?$

Решение:

Показатель преломления отражает во сколько скорость света в веществе меньше, чем скорость света в вакууме: $n={c}/{υ}$, где $c$ - скорость света в вакууме. $n={3·10^8}/{2·10^8}={3}/{2}=1.5$

Ответ: 1.5
Показать решение

Задача 17

На рисунке приведена зависимость силы тока в катушке от времени. Какова индуктивность катушки, если энергия магнитного поля, создаваемого током в катушке в момент времени 1,8 с, равна 14,7 мкДж? Ответ выразите в (Гн).

Решение

Дано:

$t=1.8c$

$W_м=14.7·10^{-6}$Дж

$L-?$

Решение:

Энергия магнитного поля определяется выражением: $W_м={LJ^2}/{2}$(1)

Из рисунка видно, что в момент времени $t=1.8c$ сила тока в катушке равна $J=7мА=7·10^{-3}А$

Из (1) выразим индуктивность $L: L={2W_м}/{J^2}$

Подставим числовые значения в (2): $L={2·14.7·10^{-6}}/{49·10^{-6}}=0.6$Гн

Ответ: 0.6
Показать решение
Показать еще

Готовим к ЕГЭ на 85+ баллов и побеждаем лень

Каждый месяц 12 онлайн-занятий в дружелюбной атмосфере + 16 домашних работ с жесткими сроками.
Не готовишься — вылетаешь.

Подробнее о курсе