24. Катушка, обладающая индуктивностью L, соединена
последовательно с источником постоянного тока
с ЭДС
ε и резисторами R
1 и R
2, имеющими
одинаковое сопротивление R
1 = R
2 = R , как показано
на рисунке. В начальный момент ключ в цепи
разомкнут.
Как изменятся сила тока в цепи
и напряжение на участке цепи, содержащем резистор
R
1, после замыкания ключа? Ответ поясните,
опираясь на законы электродинамики. Внутренним сопротивлением
источника тока и сопротивлением катушки пренебречь.
(Решение).
25. Нить, удерживающая лёгкую пружину в сжатом
состоянии, внезапно оборвалась (см. рисунок).
На сколько сантиметров была сжата пружина
жёсткостью 20 кН/м, если она сообщила бруску
массой 20 г максимальную скорость 10 м/с?
Трением бруска о поверхность
и массой пружины пренебречь.
(Решение).
26. Детектор полностью поглощает падающий на него свет частотой
ν = 6·10
14 Гц. За время t = 5 с детектор поглощает N = 3·10
5 фотонов. Какова
мощность излучения, поглощаемая детектором?
(Решение).
27. Сосуд с воздухом, отделённым от атмосферы
поршнем, поместили в сосуд с водой и прикрепили
ко дну кастрюли нитью, не дающей сосуду всплыть
на поверхность. Начальная температура воздуха
в сосуде и воды в кастрюле t
1 =18 °С. Кастрюлю
помещают в холодильник. Ниже какой температуры
t
2 должна охладиться вода, чтобы сосуд опустился на дно кастрюли?
Начальный объём воздуха в сосуде V
1 = 2 дм
3. Масса сосуда с поршнем
m = 2,2 кг. Сосуд и поршень изготовлены из стали, плотность которой
ρ = 7800 кг/м
3. Поршень может скользить без трения со стенками сосуда.
Считать массу воздуха в сосуде намного меньшей, чем масса сосуда
с поршнем.
(Решение)
28. Плоский конденсатор с длинными широкими
горизонтальными пластинами подключён
к источнику постоянного тока так, как показано на
рисунке. Установка располагается в вакууме.
Между пластинами находится положительно
заряженная пылинка, которая движется вниз, разгоняясь, с ускорением g/2.
Каким будет ускорение пылинки, если, не отключая конденсатор
от источника, увеличить расстояние между пластинами в 2 раза?
(Решение)
29. Верхняя грань АВ прозрачного клина посеребрена
и представляет собой плоское зеркало. Угол при
вершине клина
α = 30°. Луч света падает из
воздуха на клин перпендикулярно грани АС,
преломляется и выходит в воздух через другую
грань под углом
γ = 45° к её нормали.
Определите
показатель преломления материала клина.
Сделайте рисунок, поясняющий ход луча в клине.
(Решение)
30. По неподвижной гладкой наклонной
плоскости с углом
α = 30° движутся
два одинаковых бруска массой
m = 0,25 кг каждый, скреплённые
между собой лёгкой пружиной
с жёсткостью k = 100 Н/м. Верхний
брусок соединён невесомой
нерастяжимой нитью, перекинутой через идеальный блок, с грузом массой
М = 2 кг (см. рисунок).
Чему равна длина пружины
l в нерастянутом
состоянии, если при движении брусков её длина постоянна и равна
L = 15 см? Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на тела.
Обоснуйте применимость используемых законов к решению задачи.
(Решение)