Качественная задача

Две параллельные металлические пластины больших размеров расположены на расстоянии $d$ друг от друга и подключены к источнику постоянного напряжения (см. рисунок). Как изменятся электроёмкость конденсатора, его заряд, напряжение между пластинами, напряжённость электрического поля внутри конденсатора и энергия электрического поля конденсатора, если уменьшить расстояние между пластинами конденсатора?

На рисунке 1 приведена зависимость внутренней энергии $U$ 1 моль идеального одноатомного газа от его давления $p$ в процессе $1 \to 2 \to 3$. Постройте график этого процесса на рисунке 2 в переменных $p$–$V$. Точка, соответствующая состоянию 1, уже отмечена на этом рисунке. Построение объясните, опираясь на законы молекулярной физики.

Маленький шарик, подвешенный к потолку на легкой нерастяжимой нити, совершает колебания в вертикальной плоскости. Максимальное отклонение нити от вертикали составляет угол α = 60°. Сделайте рисунок с указанием сил, приложенных к шарику в тот момент, когда шарик движется влево-⁠вверх, а нить образует угол β = 30° с вертикалью (см. рис.). Покажите на этом рисунке, куда направлено в этот момент ускорение шарика (по нити, перпендикулярно нити, внутрь траектории, наружу от траектории). Ответ обоснуйте. Сопротивление воздуха не учитывать.

Маленький шарик, подвешенный к потолку на лёгкой нерастяжимой нити, совершает колебания в вертикальной плоскости. Максимальное отклонение нити от вертикали составляет угол α=60°. Сделайте рисунок с указанием сил, приложенных к шарику в тот момент, когда шарик движется вправо-вверх, а нить образует угол β=30° с вертикалью (см.рис.). Покажите на рисунке, куда направлено в этот момент ускорение шарика (по нити, перпендикулярно нити, внутрь траектории, наружу от траектории). Ответ обоснуйте. Сопротивление воздуха не учитывать.

Два одинаковых тела, находящиеся на поверхности Земли, получают одинаковые скорости, направленные под одним и тем же углом $\alpha<30^\circ$ к горизонту. Одно тело летит свободно, а другое движется вверх по закрепленной гладкой наклонной плоскости, образующей с горизонтом такой же угол $\alpha$. Какое из тел удалится от места броска на большее расстояние по горизонтали? Ответ поясните, указав, какие законы и закономерности Вы использовали для объяснения. Трением тел о воздух и наклонную плоскость пренебречь.

На горизонтально расположенном диске радиусом 1 м лежит шайба. Расстояние от центра диска до шайбы 60 см. В первом опыте диск раскручивают с угловой скоростью 2 рад/с, во втором — с угловой скоростью 2,5 рад/с. Коэффициент трения шайбы о диск равен 0,3. Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на шайбу. Будет ли скользить шайба в первом и втором опыте? Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности Вы использовали для объяснения.

На рисунке изображена схема электрической цепи, состоящей из источника тока с ЭДС $\xi$ и внутренним сопротивлением $r$, двух резисторов с сопротивлениями $R_1$ и $R_2$ соответственно, двух идеальных диодов $D_1$ и $D_2$ идеальных амперметра и вольтметра. Длительный промежуток времени ключ замкнут $K_2$, а ключ $K_1$ размокнут. Опираясь на законы электродинамики, объясните, как изменятся показания вольтметра и амперметра, если ключ $K_1$ замкнуть, а ключ $K_2$ разомкнуть.

На длинной непроводящей нити висит незаряженный шарик. Под ним находится пластина, по которой распределен равномерно положительный заряд. Как изменится частота колебаний шарика, если ему сообщить положительный заряд. Считать длину пластины значительно больше, чем длина нити.

Доска длиной 1,3 м закреплена так, что один ее конец находится на горизонтальном полу, а другой на вертикальной стене на высоте 78 см и 50 см в первом и втором опыте соответственно. На доску ставят брусок, коэффициент трения между доской и бруском равен 0,5. Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на брусок. Будет ли скользить брусок в первом и втором опыте? Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности Вы использовали для объяснения.

Три одинаковых резистора и два одинаковых идеальных диода включены в электрическую цепь, показанную на рисунке, и подключены к аккумулятору в точках В и С. Показания амперметра равны 1,5 А. Определите силу тока через амперметр при смене полярности подключения аккумулятора. Нарисуйте эквивалентные электрические схемы для двух случаев подключения аккумулятора. Опираясь на законы электродинамики, поясните свой ответ. Сопротивлением амперметра и внутренним сопротивлением аккумулятора пренебречь.

К шару незаряженного электроскопа поднесли положительно заряженную палочку. В результате этого лепестки электроскопа разошлись. Какой заряд приобрели лепестки электроскопа? Ответ поясните, опираясь на физические закономерности.

В трех вершинах квадрата ABCD закреплены точечные заряды $+q>0$ $−q$ и $+2q$ соответственно (см. рисунок). Опираясь на законы электродинамики, определите, как изменится направление напряжённости результирующего электростатического поля в центре квадрата, если заряд −q переместить из вершины B в вершину D? Сделайте рисунки, на которых постройте векторы напряженности результирующего электростатического поля в центре квадрата для двух случаев расположения зарядов.

Один моль идеального одноатомного газа участвует в процессе, его график Vр дан ниже (V — объем, p — давление). Определите, получает газ теплоту или отдает в процессах 1–2 и 2–3. Ответ поясните через законы молекулярной физики и термодинамики.

Постоянное количество одноатомного идеального газа участвует в процессе, который изображён на рисунке в переменных Up, где U — внутренняя энергия газа, p — его давление. Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, определите, получает ли газ положительное количество теплоты или отдаёт его в процессах 1–2 и 2–3. Ответ поясните.

Постоянное количество одноатомного идеального газа участвует в процессе, который изображён на рисунке в переменных U–p, где U — внутренняя энергия газа, p — его давление. Опираясь на законы молекулярной физики и термодинамики, определите, получает ли газ положительное количество теплоты или отдаёт его в процессах 1–2 и 2–3. Ответ поясните.

Рамку с постоянным током удерживают неподвижно в поле полосового магнита (см. рис.). Полярность подключения источника тока к выводам рамки показана на рисунке. Как будет двигаться рамка на неподвижной оси MО, если рамку не удерживать?
Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения. Считать, что рамка испытывает небольшое сопротивление движению со стороны воздуха.

Схема, изображенная на рисунке, состоит из двух резисторов с различным сопротивлением, батарейки, обладающей внутренним сопротивлением, и измерительных приборов. Как изменятся показания идеальных амперметра и вольтметра (увеличатся, уменьшатся, не изменятся), если разомкнуть ключ К? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

На рисунке показана зависимость температуры T от давления p для разреженного одноатомного газа неизменной массы в процессе его нагревания. Как изменятся внутренняя энергия и объем газа (увеличивается, уменьшается, не изменяется) в процессах 1–2, 2–3 и 3–4? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

На рисунке представлен график процессов, происходящих с идеальным газом неизменной массы в координатах (n,p). Постройте график этих процессов в координатах (p, V). Опишите используемые при построении закономерности.

На VT⁠-⁠диаграмме показано, как изменялись объём и температура некоторого постоянного количества разреженного газа при его переходе из начального состояния 1 в состояние 4. Как изменялось давление газа р на каждом из трёх участков 1−2, 2−3, 3−4: увеличивалось, уменьшалось или же оставалось неизменным? Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности Вы использовали для объяснения.

На pT⁠-⁠диаграмме показано, как изменялись давление и температура некоторого постоянного количества разреженного газа при его переходе из начального состояния 1 в состояние 4. Как изменялось объём V и внутренняя энергия U на каждом из трёх участков 1−2, 2−3, 3−4: увеличивалось, уменьшалось или же оставалось неизменным? Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности Вы использовали для объяснения.

На рисунке изображена схема электрической цепи, состоящей из двух одинаковых идеальных источников тока с ЭДС $\xi$, лампы сопротивлением $R$, диода, ключа К и двух одинаковых резисторов сопротивлением $R$. Опираясь на законы электродинамики, объясните, что произойдет с яркостью лампы, если перевести ключ К из положения 1 в положение 2. Во сколько раз отличаются мощности, выделяющиеся в цепи при разных положениях ключа К?

Электрическая цепь включает в себя два идеальных источника тока с ЭДС два резистора и лампу с одинаковым сопротивлением R, ключ и идеальный диод. Изначально ключ в положении 1, в некоторый момент времени его переводят в положение 2. Опираясь на законы электродинамики, объясните, как изменится свечение лампочки и полная мощность, выделяющаяся внешней цепи?

В одном из двух сосудов, находящихся под подвижными поршнями, находится насыщенный водяной пар, в другом — сухой воздух. При постоянной температуре поршни начинают медленно поднимать вверх, увеличивая объем сосудов в 2 раза. На дне первого сосуда находится небольшое количество воды, к тому же к концу процесса вода испаряется не полностью. Постройте графики зависимости давления газов в сосудах в этих процессах от объема сосудов.

Прямолинейный проводник с током и проводящая рамка лежат в плоскости, перпендикулярной линиям индукции однородного магнитного поля. Опираясь на законы физики, укажите направление силы, действующей на рамку, когда величина магнитной индукции $В$ уменьшается.

На рисунке 1 приведена зависимость внутренней энергии $U$ 1 моль идеального одноатомного газа от его давления $p$ в процессе $1 \to 2 \to 3$. Постройте график этого процесса на рисунке 2 в переменных $p$–$V$. Точка, соответствующая состоянию 1, уже отмечена на этом рисунке. Построение объясните, опираясь на законы молекулярной физики.

После влажной уборки парциальное давление водяного пара в комнате возросло, при этом температура воздуха не изменилась. Как изменились относительная влажность воздуха и плотность водяных паров в комнате? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности Вы использовали для объяснения.

На фотографии изображена электрическая цепь, состоящая из резистора, реостата, ключа, батареи с подключённым к ней цифровым вольтметром и цифрового амперметра. Составьте электрическую схему этой цепи. Как изменяется (уменьшится или увеличится) сила тока в цепи и напряжение на батарее при перемещении движка реостата в крайнее левое положение? Ответ поясните, опираясь на законы электродинамики.

Опираясь на законы физики, найдите показание идеального вольтметра в схеме, представленной на рисунке, до замыкания ключа $K$ и опишите изменения его показаний после замыкания ключа $K$. Первоначально конденсатор не заряжен.

Около небольшой металлической пластины, укрепленной на изолирующей подставке, подвесили на шелковой нити легкую металлическую незаряженную гильзу. Когда пластину подсоединили к клемме высоковольтного выпрямителя, подав на нее отрицательный заряд, гильза пришла в движение. Опишите движение гильзы и объясните его.