Задание 11. Электрическое поле. Законы постоянного тока. ЕГЭ 2024 по физике
Средний процент выполнения: 64.4%
Ответом к заданию 11 по физике может быть последовательность цифр, чисел или слов. Порядок записи имеет значение.
Задачи для практики
Задача 1
Прямой проводник с током находится в однородном магнитном поле. Как направлены линии магнитной индукции по отношению к проводнику (влево, вправо, вверх, вниз, от наблюдателя, к наблюдателю)? Ответ запишите словом (словами) без пробелов и разделительных знаков.
Решение
Согласно правилу левой руки, если левую руку расположить так, чтобы линии индукции магнитного поля $В↖{→}$ входили в ладонь, четыре пальца были направлены по току $J$, то отогнутый на 90° большой палец левой руки укажет направление силы Ампера (от наблюдателя).
Задача 2
Прямой проводник, по которому проходит ток, находится в однородном магнитном поле. Куда направлена относительно плоскости рисунка (вверх, вниз, вправо, влево, от наблюдателя, к наблюдателю) сила Ампера? Ответ дайте словом (словами).
Решение
Согласно правилу левой руки: если линии магнитной индукции входят в ладонь, а четыре пальца направлены по току, то отогнутый на 90° градусов большой палец покажет направление силы Ампера (вниз).
Задача 3
Направление тока в соленоиде известно. Каким полюсом (север, юг) повернётся магнитная стрелка к соленоиду? Ответ запишите словом (словами). (на рисунке направление тока в катушке указано для ближней к нам стороны катушки)
Решение
Определим полюсы соленоида: ближайший полюс к магнитной стрелке — северный N, значит, магнитная стрелка повернется к соленоиду южным S полюсом. Полюсы соленоида определяем по правилу Буравчика: если рукоятку буравчика вращать по направлению силы тока $J$ в витках соленоида, то острие буравчика будет показывать направление вектора индукции магнитного поля.
Задача 4
Электрон влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции со скоростью v. Укажите, как направлена сила Лоренца (вверх, вниз, влево, вправо, от наблюдателя, к наблюдателю). Ответ запишите словом (словами).
Решение
Направление силы Лоренца поределяется по правилу левой руки. Оно сформулировано для положительно заряженной частицы, а электрон заряжен отрицательно, значит, четыре пальца левой руки надо расположить в напралении, противоположном движению электрона (т.е. в сторону, обратную вектору скорости).
Задача 5
По трём тонким прямым параллельным проводникам 1, 2, 3, расположенным на одинаковом расстоянии друг от друга, текут одинаковые токи I. Куда направлена относительно рисунка сила Ампера, действующая на проводник 1 со стороны проводников 2 и 3 (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя)? Ответ запишите словом (словами).
Решение
На проводник наибольшее воздействие оказывает проводник ближайший, тогда как они одноименного направления, то притягиваются, от проводника 1 сила Ампера направлена вниз.
Задача 6
Заряд +q находится на равных расстояниях от неподвижных точечных зарядов +2q и +2q, расположенных на концах тонкой стеклянной палочки. Определите направление относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) ускорения заряда +q в данный момент времени, если на него действуют только данные заряды +2q и +2q. Ответ запишите словом (словами).
Решение
Известно из электростатики, что одноименные заряды отталкиваются, тогда как суммарный вектор силы от первого и второго заряда будет направлен вниз.
Задача 7
По двум тонким прямым параллельным проводникам текут одинаковые токи I. Куда направлено относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) создаваемое ими магнитное поле в точке A? Ответ запишите словом (словами).
Решение
По правилу Буравчика определим направление вектора магнитной индукции от 2-х проводников — он направлен к нам.
Задача 8
На рисунке изображён проволочный виток, по которому течёт электрический ток в направлении, указанном стрелкой (виток расположен в плоскости рисунка). Определите, куда направлен (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор индукции магнитного поля в центре витка. Ответ запишите словом (словами) без пробелов и разделителей.
Решение
По правилу правой руки определим направление вектора магнитной индукции, направленного от наблюдателя.
Задача 9
Определите направление (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) силы, действующей на заряд −q, расположенный в центре квадрата, в вершинах которого находятся заряды величиной q, 2q, 3q и 4q. Ответ запишите словом (словами).
Решение
Так как сила притяжения больше в $3q$, а еще больше в $4q$, можем сказать, что результирующая сила направлена по сумме векторов вправо.
Задача 10
Электрон, влетевший в зазор между полюсами электромагнита, имеет горизонтально направленную скорость, перпендикулярную вектору индукции магнитного поля. Как направлен относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор силы Лоренца, действующей на электрон? Ответ запишите словом (словами).
Решение
Так как это электрон, воспользуемся правилом левой руки и определим силу Лоренца, действующую вверх. Важно помнить, что так как заряд электрона отрицательный, 4 пальца левой руки мы направляем против его скорости.
Задача 11
Как направлен относительно рисунка (вверх, вниз, вправо, влево, от наблюдателя, к наблюдателю) вектор силы, действующей на электрон вблизи бесконечного прямого проводника с током? Ответ запишите словом (словами).
Решение
По правилу Буравчика определим направление магнитной индукции и далее по правилу левой руки определим направление силы Лоренца, учитывая отрицательный заряд электрона. Вектор $B↖{→}$ от наблюдателя, а сила — вверх.
Задача 12
Как направлена (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) сила Ампера, действующая на проводник №1, если все три проводника тонкие, лежат в одной плоскости, параллельны друг другу и расстояния между соседними проводниками одинаково? (I — сила тока.) Ответ запишите словом (словами).
Решение
По правилу левой руки определим напрявление силы. перпендикулярная составляющая вектора магнитной индукции входила в ладонь, а 4 отогнутых пальца по направлению тока, то большой палец покажет направление силы магнитной индукции по правилу Буравчика.
Задача 13
Проводник с током расположен между полюсами постоянного магнита так, как показано на рисунке. Определите направление (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) силы, действующей на проводник с током. Ответ запишите словом (словами).
Решение
На проводник с током в магнитном поле будет действовать сила Ампера, опрделяемая по правилу левой руки: если левую руку расположить так, чтобы вытянутые пальцы показывали направление тока в проводнике, а линии индукции магнитного поля $B↖{→}$ входили в ладонь, то отгнутый на 90° большой палец укажет направление силы Ампера.
Задача 14
По двум параллельным проводникам текут токи так, как показано на рисунке. Какое направление (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) имеет вектор магнитной индукции в точке A? Ответ запишите словом (словами).
Решение
По правилу суперпозиции, вектор магнитной индукции в точке $A$ ${B_A}↖{→}$ будет направлен вниз: ${B_A}↖{→}={B_1}↖{→}+{B_2}↖{→}$, где ${B_1}↖{→}$ — индукция магнитного поля в точке $A$ от проводника с током $J_1$; ${B_2}↖{→}$ — индукция магнитного поля в точке $A$ от проводника с током $J_2$.
Задача 15
На рисунке изображён точечный электрический заряд. Как направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) напряжённость поля заряда в точке A? Ответ запишите словом (словами).
Решение
Линии напряженности электростатического поля, созданного точечным отрицательным зарядом, направлены радиально к заряду, т.к. пробный заряд в любой точке притягивается к нему. Отрицательный заряд является стоком линий напряженности.
Задача 16
На рисунке изображён точечный электрический заряд. Как направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) напряжённость поля заряда в точке A? Ответ запиши
Решение
Линии напряженности электростатического поля, созданного точечным положительным зарядом, направлены радиально от заряда, т.к. пробный заряд в любой точке отталкивается от него.
Задача 17
На рисунке изображена система одинаковых по величине точечных электрических зарядов. Как направлена сила Кулона, действующая на отрицательный заряд со стороны остальных зарядов системы (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя)? Ответ запишите словом (словами).
Решение
Согласно принципа суперпозиции сил, равнодействующая сила Кулона будет напрвлена вниз. Положительный и отрицательный заряды притягиваются друг к другу: $F↖{→}={F_1}↖{→}+{F_2}↖{→}+{F_3}↖{→}$.
Задача 18
На рисунке изображена рамка с током, помещённая в магнитное поле. Как направлена относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вызванная этим полем сила Ампера, действующая на сторону 3–4 рамки? Ток в рамке течёт по часовой стрелке. Ответ запишите словом (словами).
Решение
Согласно правилу левой руки, если левую руку расположить так, чтобы линии индукции магнитного поля $В↖{→}$ входили в ладонь, четыре пальца были направлены по току $J$, то отогнутый на 90° большой палец левой руки укажет направление силы Ампера.