База решений задач FIZMATBANK.RU — задачи по физике, страница 35

4394. При увеличении напряжения, поданного на конденсатор емкостью 20 мкФ, в 2 раза энергия поля возросла на 0,3 Дж. Найти начальные значения напряжения и энергии поля.

4395. Обмотка реостата сопротивлением 84 Ом выполнена из никелиновой проволоки с площадью поперечного сечения 1 мм2. Какова длина проволоки?

4396. Во сколько раз изменится сопротивление проводника (без изоляции), если его свернуть пополам и скрутить?

4397. Моток проволоки, изготовленный из материалов, указанных в таблице, имеет сопротивление R и массу m. Найти длину l проволоки и площадь поперечного сечения S.

4398. Можно ли включить в сеть напряжением 220 В реостат, на котором написано: а) 30 Ом, 5 А; б) 2000 Ом, 0,2 А?

4399. Какова напряженность поля в алюминиевом проводнике сечением 1,4 мм2 при силе тока 1 А?

4400. Участок цепи состоит из стальной проволоки длиной 2 м и площадью поперечного сечения 0,48 мм2, соединенной последовательно с никелиновой проволокой длиной 1 м и площадью поперечного сечения 0,21 мм2. Какое напряжение надо подвести к участку, чтобы получить силу тока 0,6 А?

4401. На рисунке 77 приведен график падения напряженности на трех последовательно соединенных проводниках одинаковой длины. Каково соотношение сопротивлений этих проводников?

4402. Цепь состоит из трех последовательно соединенных проводников, подключенных к источнику напряжением 24 В. Сопротивление первого проводника 4 Ом, второго 6 Ом, и напряжение на концах третьего проводника 4 В. Найти силу тока в цепи, сопротивление третьего проводника и напряжения на концах первого и второго проводников.

4403. Электрическую лампу сопротивлением 240 Ом, рассчитанную на напряжение 120 В, надо питать от сети напряжением 220 В. Какой длины нихромовый проводник с площадью поперечного сечения 0,55 мм2 надо включить последовательно с лампой?

4404. От источника напряжением 45 В необходимо питать нагревательную спираль сопротивлением 20 Ом, рассчитанную на напряжение 30 В. Имеются три реостата, на которых написано: а) 6 Ом, 2 А; б) 30 Ом, 4 А; в) 800 Ом, 0,6 А. Какой из реостатов надо взять?

4405. Кабель состоит из двух стальных жил площадью поперечного сечения 0,6 мм2 каждая и четырех медных жил площадью поперечного сечения 0,85 мм2 каждая. Каково падение напряжения на каждом километре кабеля при силе тока 0,1 А?

4406. Определяя сопротивление лампочки карманного фонаря, учащийся ошибочно составил цепь, схема которой приведена на рисунке 78. Описать режим работы этой цепи и указать, какими приблизительно будут показания приборов, если напряжение на полюсах источника тока 2 В.

4407. -3 В/дел. Вся шкала имеет 10 делений. Найти, каким должно быть сопротивление добавочного резистора, чтобы прибор можно было использовать в качестве вольтметра с пределом измерений 5 В; 15 В.

4409. Гальванометр имеет сопротивление 200 Ом, и при силе тока 100 мкА стрелка отклоняется на всю шкалу. Резистор какого сопротивления надо подключить, чтобы прибор можно было использовать как вольтметр для измерения напряжения до 2 В? Шунт какого сопротивления надо подключить к этому гальванометру, чтобы его можно было использовать как миллиамперметр для измерения силы тока до 10 мА?

4410. Какие сопротивления можно получить, имея три резистора по 6 кОм?

4411. Сопротивление одного из последовательно включенных проводников в n раз больше сопротивления другого. Во сколько раз изменится сила тока в цепи (напряжение постоянно), если эти проводники включить параллельно?

4412. Четыре лампы, рассчитанные на напряжение 3 В и силу тока 0,3 А, надо включить параллельно и питать от источника напряжением 5,4 В. Резистор какого сопротивления надо включить последовательно лампам?

4413. Во сколько раз изменятся показания амперметра, если от схемы, приведенной на рисунке 79, а, перейти к схеме, показанной на рисунке 79, б? Напряжение, поданное на концы цепи, остается прежним.

4414. Три одинаковые лампы соединены по схеме, приведенной на рисунке 80. Как будут гореть лампы при включении их в сеть с напряжением, на которое рассчитана каждая лампа? Как будет изменяться накал каждой из ламп, если эти лампы по одной поочередно а) выключать? б) закорачивать? При возможности проверьте ответ на опыте.

4415. К цепи, показанной на рисунке 80, подведено напряжение 90 В. Сопротивление лампы Н2 равно сопротивлению лампы Н1, а сопротивление лампы Н3 в 4 раза больше сопротивления лампы h2. Сила тока, потребляемая от источника, равна 0,5 А. Найти сопротивление каждой лампы, напряжение на лампах h2 и Н3 и силу тока в них.

4416. Резисторы сопротивлениями R1 = 1 Ом, R2 — 2 Ом, R3 = 3 Ом, R4 = 4 Ом (рис. 81) подключены к источнику тока в точках: а) АВ; б) АС; в) AD; г) ВС; д) BD; е) CD. Найти общее сопротивление участка при каждом способе включения.

4417. Найти силу токов и напряжения в цепи (рис. 82), если амперметр показывает 2 А, а сопротивление резисторов R1 = 2 Ом, R2 = 10 Ом, R3 = 15 Ом, R4 = 4 Ом.

4418. В цепь (рис. 83) подано напряжение U. Сопротивления всех резисторов одинаковы и равны R. Найти общее сопротивление цепи Roбщ, а также распределение токов и напряжений.

4419. Имеются источник тока напряжением 6 В, реостат сопротивлением 30 Ом и две лампочки, на которых написано: 3,5 В, 0,35 А и 2,5 В, 0,5 А. Как собрать цепь, чтобы лампочки работали в нормальном режиме?

4420. На цоколе лампочки карманного фонаря написано: 3,5 В, 0,28 А. Найти сопротивление в рабочем режиме и потребляемую мощность. На баллоне сетевой лампы накаливания написано: 220 В, 60 Вт. Найти силу тока и сопротивление в рабочем режиме.

4421. В бытовой электроплитке, рассчитанной на напряжение 220 В, имеются две спирали, сопротивление каждой из которых в рабочем режиме равно 80,7 Ом. С помощью переключателя в сеть можно включить одну спираль, две спирали последовательно или две спирали параллельно. Найти мощность в каждом случае.

4422. Электрическая цепь состоит из приемника сопротивлением R1, потребляющего мощность P1, и реостата, включенного последовательно приемнику. В цепь подано напряжение U. Найти: 1) силу тока I в цепи; 2) напряжение U1 наприемнике; 3) напряжение U2 на реостате; 4) сопротивление R2 реостата; 5) мощность Р2, потребляемую реостатом.

4423. Десять параллельно соединенных ламп сопротивлением по 0,5 кОм, рассчитанных каждая на напряжение 120 В, питаются через реостат от сети напряжением 220 В. Какова мощность электрического тока в реостате?

4424. Объясните, почему при последовательном включении двух ламп мощностью 40 и 100 Вт первая горит значительно ярче второй. При возможности проверьте это на опыте.

4425. При ремонте электрической плитки спираль была укорочена на 0,1 первоначальной длины. Во сколько раз изменилась мощность плитки?

4426. Электродвигатель подъемного крана работает под напряжением 380 В, при этом сила тока в его обмотке равна 20 А. Каков КПД установки, если груз массой 1 т кран поднимает на высоту 19 м за 50 с?

4427. По приведенным техническим данным магистральных электровозов постоянного тока найти: 1) потребляемую из сети мощность Р; 2) полезную механическую мощность N; 3) коэффициент полезного действия n.

4428. Почему спирали электронагревательных приборов делают из материала с большим удельным сопротивлением?

4429. Выполняя лабораторную работу по определению КПД электрического нагревателя, ученик опустил спираль, значения мощностей Р которой в рабочем состоянии указаны в таблице, в сосуд с водой, масса которой т и начальная температура t1. Через время t. температура воды стала t2. Найти: 1) работу А тока; 2) количество теплоты Q, полученное водой; 3) КПД нагревателя h.

4430. Какой длины надо взять никелиновую проволоку площадью поперечного сечения 0,84 мм2, чтобы изготовить нагреватель на 220 В, при помощи которого можно было бы нагреть 2 л воды от 20 °С до кипения за 10 мин при КПД 80% ?

4431. Электрокипятильник со спиралью сопротивлением R поместили в сосуд, содержащий воду массой m при температуре t1, и включили в сеть напряжением U. Через время т. кипятильник выключили. Найти температуру t2 воды, если вода за это время не нагреется до кипения; вычислить, сколько воды (по массе m1) выкипит, если вода закипит. Теплоемкостью сосуда пренебречь, считать КПД 100%.

4432. При питании лампочки от элемента с ЭДС 1,5 сила тока в цепи равна 0,2 А. Найти работу сторонних сил элементе за 1 мин.

4433. К источнику с ЭДС 12 В и внутренним сопротивлением 1 Ом подключен реостат, сопротивление которого 5 Ом. Найти силу тока в цепи и напряжение на зажимах источника.

4434. Каково напряжение на полюсах источника с ЭДС, равной E, когда сопротивление внешней части цепи равно внутреннему сопротивлению источника?

4435. При подключении лампочки к батарее элементов с ЭДС 4,5 В вольтметр показал напряжение на лампочке 4 В, а амперметр — силу тока 0,25 А. Каково внутреннее сопротивление батареи?

4436. При подключении электромагнита к источнику с ЭДС 30 В и внутренним сопротивлением 2 Ом напряжение на зажимах источника стало 28 В. Найти силу тока в цепи. Какую работу совершают сторонние силы источника за 5 мин? Какова работа тока во внешней и внутренней частях цепи за то же время?

4437. Как изменятся показания амперметра и вольтметра (рис. 84), если замкнуть ключ?

4438. В проводнике сопротивлением 2 Ом, подключенном к элементу с ЭДС 1,1 В, сила тока равна 0,5 А. Какова сила тока при коротком замыкании элемента?

4439. Для определения ЭДС E и внутреннего сопротивления r источника тока собрали цепь по схеме, приведенной на рисунке 85. При некотором положении скользящего контакта реостата амперметр показал силу тока I1, а вольтметр — напряжение U1. Когда контакт переместили влево, амперметр показал — I2, а вольтметр — U2. Найти внутреннее сопротивление источника и его ЭДС.

4440. При подключении к батарее гальванических элементов резистора сопротивлением 16 Ом сила тока в цепи была 1 А, а при подключении резистора сопротивлением 8 Ом сила тока стала 1,8 А. Найти ЭДС и внутреннее сопротивление батареи. При возможности выполните работу экспериментально, используя два резистора, сопротивления которых известны, и амперметр.

4441. Найти внутреннее сопротивление и ЭДС источника тока, если при силе тока 30 А мощность во внешней цепи равна 180 Вт, а при силе тока 10 А эта мощность равна 100 Вт.

4442. Вольтметр, подключенный к зажимам источника тока, показал 6 В. Когда к тем же зажимам подключили резистор, вольтметр стал показывать 3 В. Что покажет вольтметр, если вместо одного подключить два таких же резистора, соединенных последовательно? параллельно?

4443. От генератора с ЭДС 40 В и внутренним сопротивлением 0,04 Ом ток поступает по медному кабелю площадью поперечного сечения 170 мм2 к месту электросварки, удаленного от генератора на 50 м. Найти напряжение на зажимах генератора и на сварочном аппарате, если сила тока в цепи равна 200 А. Какова мощность сварочной дуги?

4444. Источник тока с внутренним сопротивлением r питает n параллельно соединенных потребителей, рассчитанных на напряжение U и мощность Р. Потребители соединены о источником двухпроводной линией длиной l, выполненной из проводника с удельным сопротивлением р и площадью поперечного сечения S. Найти: 1) силу тока I в линии; 2) сопротивление Rл линии; 3) падение напряжения Uл на линии; 4) потерю мощности Рл на линии; 5) напряжение Uзаж на зажимах источника; 6) падение напряжения Uвнутр на внутреннем сопротивлении; 7) ЭДС E источника.

4445. Лампочки, сопротивления которых 3 и 12 Ом, поочередно подключенные к некоторому источнику тока, потребляют одинаковую мощность. Найти внутреннее сопротивление источника и КПД цепи в каждом случае.

4446. Источник тока с ЭДС 9 В и внутренним сопротивлением 1 Ом питает через реостат три параллельно соединенные лампочки, рассчитанные на напряжение 6,3 В и силу тока 0,3 А. Реостат поставлен в такое положение, что лампочки работают в номинальном режиме. Одна из лампочек перегорела. Во сколько раз изменилась мощность каждой из двух оставшихся лампочек по сравнению с номинальной, если считать, что сопротивление каждой лампочки осталось прежним?

4447. Источник тока с внутренним сопротивлением r и ЭДС E замкнут на три резистора с сопротивлением 3r каждый, соединенные последовательно. Во сколько раз изменяется сила тока в цепи, напряжение на зажимах источника и полезная мощность, если резисторы соединить параллельно?

4448. В каком направлении повернется магнитная стрелка в контуре, обтекаемом током, как показано на рисунке 86?

4449. Пометить знаками «+> и «-» полюсы источника тока, питающего соленоид, чтобы наблюдалось указанное на рисунке 87 взаимодействие.

4450. Максимальный вращающий момент, действующий на рамку площадью 1 см2, находящуюся в магнитном поле, равен 2 мкН*м. Сила тока, текущего в рамке, 0,5 А. Найти индукцию магнитного поля.

4451. Рамка площадью 400 см2 помещена в однородное магнитное поле индукцией 0,1 Тл так, что нормаль к рамке перпендикулярна линиям индукции. При какой силе тока на рамку будет действовать вращающий момент 20 мН*м?

4452. Плоская прямоугольная катушка из 200 витков со сторонами 10 и 5 см находится в однородном магнитном поле индукцией 0,05 Тл. Какой максимальный вращающий момент может действовать на катушку в этом поле, если сила тока в катушке 2 А?

4453. Из проволоки длиной 8 см сделаны контуры: а) квадратный; б) круговой. Найти максимальный вращающий момент, действующий на каждый контур, помещенный в магнитное поле индукцией 0,2 Тл при силе тока в контуре 4 А.

4454. Магнитный поток внутри контура, площадь поперечного сечения которого 60 см2, равен 0,3 мВб. Найти индукцию поля внутри контура. Поле считать однородным.

4455. Какой магнитный поток пронизывает плоскую поверхность площадью 50 см2 при индукции поля 0,4 Тл, если эта поверхность: а) перпендикулярна вектору индукции поля; б) расположена под углом 45° к вектору индукции; в) расположена под углом 30° к вектору индукции?

4456. На рисунке 88 представлены различные случаи взаимодействия магнитного поля с током. Сформулировать задачу для каждого из приведенных случаев и решить ее.

4457. Какова индукция магнитного поля, в котором на проводник с длиной активной части 5 см действует сила 50 мН? Сила тока в проводнике 25 А. Проводник расположен перпендикулярно индукции магнитного поля.

4458. С какой силой действует магнитное поле индукцией 10 мТл на проводник, в котором сила тока 50 А, если длина активной части проводника 0,1 м? Линии индукции поля и ток взаимно перпендикулярны.

4459. Сила тока в горизонтально расположенном проводнике длиной 20 см и массой 4 г равна 10 А. Найти индукцию (модуль и направление) магнитного поля, в которое нужно поместить проводник, чтобы сила тяжести уравновесилась силой Ампера.

4460. Проводник ab, длина которого l и масса m, подвешен на тонких проволочках. При прохождении по нему тока I он отклонился в однородном магнитном поле (рис. 89) так, что нити образовали угол а с вертикалью. Какова индукция магнитного поля?

4461. В проводнике с длиной активной части 8 см сила тока равна 50 А. Он находится в однородном магнитном поле индукцией 20 мТл. Какую работу совершил источник тока, если проводник переместился на 10 см перпендикулярно линиям индукции?

4462. В какую сторону сместится под действием магнитного поля электронный луч в вакуумной трубке, изображенной на рисунке 90?

4463. Если к точкам С и D (рис. 91) тонкого металлического листа, по которому проходит электрический ток, подключить чувствительный гальванометр, то в случае наличия магнитного поля (направление линий магнитной индукции показано на рисунке) он покажет возникновение разности потенциалов. Объяснить причину проявления разности потенциалов между точками С и D. Сравнить потенциалы этих точек.

4464. Какая сила действует на протон, движущийся со скоростью 10 Мм/с в магнитном поле индукцией 0,2 Тл перпендикулярно линиям индукции?

4465. В направлении, перпендикулярном линиям индукции, влетает в магнитное поле электрон со скоростью 10 Мм/с. Найти индукцию поля, если электрон описал в поле окружность радиусом 1 см.

4466. Протон в магнитном поле индукцией 0,01 Тл описал окружность радиусом 10 см. Найти скорость протона.

4467. В однородное магнитное поле индукцией В = 10 мТл перпендикулярно линиям индукции влетает электрон с кинетической энергией Wк = 30 кэВ. Каков радиус кривизны траектории движения электрона в поле?

4468. Протон и а-частица влетают в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции. Сравнить радиусы окружностей, которые описывают частицы, если у них одинаковы: а) скорости; б) энергии.

4469. Электрон движется в однородном магнитном поле индукцией В = 4 мТл. Найти период Т обращения электрона.

4470. Линии напряженности однородного электрического поля и линии индукции однородного магнитного поля взаимно перпендикулярны. Напряженность электрического поля 1 кВ/м, а индукция магнитного поля 1 мТл. Какими должны быть направление и модуль скорости электрона, чтобы его движение было прямолинейным?

4471. В масс-спектрографе (рис. 92) заряженные частицы ускоряются на участке KL электрическим полем и, попав в магнитное поле индукцией В, описывают окружность радиусом R. Вывести формулу для расчета удельного заряда частицы q/m, если ускоряющее напряжение равно U. Начальную скорость частицы считать равной нулю.

4472. Найти скорость v заряженной частицы, которую она приобрела, пройдя ускоряющее напряжение U и, попав в магнитное поле индукцией В, описала окружность радиусом R.

4473. По графику (рис. 93) определить магнитную проницаемость стали при индукции Вo намагничивающего поля 0,4 мТл и 1,2 мТл.

4474. Во сколько раз изменится магнитный поток, если чугунный сердечник в соленоиде заменить стальным таких же размеров? Индукция намагничивающего поля В0 = 2,2 мТл. Использовать рисунок 93.

4475. Внутри соленоида без сердечника индукция поля Bq — 2 мТл. Каким станет магнитный поток, если в соленоид ввести чугунный сердечник площадью поперечного сечения 100 см2? Использовать рисунок 93.

4476. Сила тока в лампочке карманного фонаря 0,32 А. Сколько электронов проходит через поперечное сечение нити накала за 0,1 с?

4477. Найти скорость упорядоченного движения электронов в проводе площадью поперечного сечения 5 мм2 при силе тока 10 А, если концентрация электронов проводимости 5*10^-28 м-3. 28 м-3, при напряженности поля Е = 96 мВ/м.

4480. Найти скорость упорядоченного движения электронов в медном проводе площадью поперечного сечения 25 мм2 при силе тока 50 А, считая, что на каждый атом приходится один электрон проводимости.

4481. При какой температуре сопротивление серебряного проводника станет в 2 раза больше, чем при 0 °С?

4482. Для определения температурного коэффициента сопротивления меди на катушку медной проволоки подавали одно и то же напряжение. При погружении этой катушки в тающий лед сила тока была 14 мА, а при опускании в кипяток сила тока стала 10 мА. Найти по этим данным температурный коэффициент сопротивления меди.

4483. Почему электрические лампы накаливания чаще всего перегорают в момент включения?

4484. Почему в момент включения в сеть мощного приемника (например, электрокамина) лампочки в квартире могут на мгновение едва пригаснуть?

4485. 19 м-3. Какую часть составляет число электронов проводимости от общего числа атомов?

4489. Доказать рассуждением, что соединение InAs (арсенид индия), в котором количества (в молях) индия и мышьяка одинаковы, обладает проводимостью типа собственной проводимости элементов четвертой группы (Ge, Si). Какого типа будет проводимость при увеличении концентрации индия? мышьяка?

4490. Для получения примесной проводимости нужного типа в полупроводниковой технике часто применяют фосфор, галлий, мышьяк, индий, сурьму. Какие из этих элементов можно ввести в качестве примеси в германий, чтобы получить электронную проводимость?

4491. К концам цепи, состоящей из последовательно включенных термистора и резистора сопротивлением 1 кОм, подано напряжение 20 В. При комнатной температуре сила тока в цепи была 5 мА. Когда термистор опустили в горячую воду, сила тока в цепи стала 10 мА. Во сколько раз изменилось в результате нагрева сопротивление термистора?

4492. На рисунке 94 приведены графики зависимости силы тока, идущего через фоторезистор, от приложенного напряжения. Какой график относится к освещенному фоторезистору и какой к находящемуся в темноте? Применим ли закон Ома к данному фоторезистору и при каких условиях? Во сколько раз сопротивление освещенного фоторезистора меньше затемненного?

4493. Фоторезистор, который в темноте имеет сопротивление 25 кОм, включили последовательно с резистором сопротивлением 5 кОм. Когда фоторезистор осветили, сила тока в цепи (при том же направлении) увеличилась в 4 раза. Каким стало сопротивление фоторезистора?

Олимпиада по физике

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ

«ПЕРВОУРАЛЬСКИЙ ПОЛИТЕХНИКУМ»

Методическая разработка

«Олимпиада по физике»

Подготовила:

преподаватель

Кузнецова Алина Валентиновна,

1 к. к.

2016

СОДЕРЖАНИЕ.

стр.

Пояснительная записка…………………………………………………………………3

Текст заданий для I курса………………………………………………………………5

Текст заданий для II курса………………………………………………………………6

Протокол оценки качества выполнения заданий……………………………………..7

Ответы на задания………………………………………………………………………8

Пояснительная записка.

Общие положения

Настоящие материалы представляют собой задания для проведения очной олимпиады по физике для учащихся I и II курса, критерии и принципы оценки качества выполнения заданий.

Целью олимпиады по физике является вовлечение учащихся в полезную досуговую деятельность.

Задачи олимпиады:

создать условия для развития учебной мотивации учащихся;

создать условия для расширения знаний по физике;

выявить обучающихся с ярко выраженными способностями к освоению физики;

поощрить саморазвитие обучающихся.

Источником разработки заданий являются:

• Рымкевич А.П. Физика. Задачник. 10-11 кл. Пособие для общеобразоват. учреждений.- М.: Дрофа, 2013

  Касьянов В.А. Физика 10 кл. Учебник для общеобразовательных учреждений- М: Дрофа, 2003

  Касьянов В.А. Физика 11 кл. Учебник для общеобразовательных учреждений- М: Дрофа, 2004

  Яворский Б.М., Селезнёв Ю.А., Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и для самообразования- М.: Наука, 1989

  В. П. Демкович, Л. П. Демкович Сборник задач по физике. Для 8 – 10 классов средней школы. Пособие для учащихся. –М.: Просвещение, 1981

Задания подобраны в соответствии с содержанием образовательной деятельности, определенным рабочей программой по учебной дисциплине, с учетом освоенных на учебных занятиях к моменту проведения олимпиады блоков содержания.

Блоки содержания рабочей программы, вынесенные на олимпиаду:

Задания к очной олимпиаде актуализируют знания учащимися следующих тем рабочей программы:

Механическое движение и его виды.

Относительность механического движения.

Прямолинейное равноускоренное движение.

Задания к очной олимпиаде формируют следующие базовые компетенции:

Критерии и принципы оценки качества выполнения заданий.

Критериями оценки качества выполнения олимпиадных заданий являются:

форма представления задач;

анализ условия, установление причинно-следственных отношений, математические расчёты;

оценка полученного результата.

оригинальность решения.

Оценка качества выполнения заданий определяется в соответствии с протоколом.

Принцип выявления победителей:

1 место присваивается учащимся, набравшим не менее 8 баллов;

2 место присваивается учащимся, набравшим не менее 7 баллов;

3 место присваивается учащимся, набравшим не менее 6 баллов.

Олимпиада по физике

(очный тур)

I курс

Уважаемые студенты ППТ!

Перед Вами задания очного тура олимпиады по физике. Прочитайте внимательно задания. Постарайтесь ответить на поставленные перед Вами вопросы максимально правильно и полно. Оформление ответов свободное, в произвольном порядке, в письменном виде. В конце каждого задания в скобках указано максимальное количество баллов, которые можно заработать, выполнив это задание. Максимальное количество баллов за выполнение всей работы – 10. Оценивается правильность, полнота ответа, а также оригинальность Вашего мышления.

Успеха!

1 Вариант

1) Из окна движущегося вагона выпал предмет. Какова траектория предмета для пассажира, стоящего у окна вагона, и для человека, стоящего у полотна дороги? (2 балла)

2) По двум параллельным железнодорожным линиям равномерно движутся два поезда: грузовой длиной 630 м со скоростью 48 км/ч и пассажирский длиной 120 м со скоростью 102 км/ч. Какова относительная скорость движения поездов, если они движутся в одном направлении? В течение какого времени один поезд проходит мимо другого? (5 баллов)

3) Каков период вращения секундной, минутной и часовой стрелки часов? Какова частота вращения? (3 балла)

2 Вариант

1) На рисунке помещён кадр из диафильма по сказке Г. Х. Андерсена «Дюймовочка». Объясните физическую несостоятельность текста под кадром. (2 балла)

2) По двум параллельным железнодорожным линиям равномерно движутся два поезда: грузовой длиной 630 м со скоростью 48 км/ч и пассажирский длиной 120 м со скоростью 102 км/ч. Какова относительная скорость движения поездов, если они движутся в противоположных направлениях? В течение какого времени один поезд проходит мимо другого? (5 баллов)

3) Каков период вращения Земли вокруг Солнца? Какова частота вращения? (3 балла)

Олимпиада по физике

(очный тур)

II курс

Уважаемые студенты ППТ!

Перед Вами задания очного тура олимпиады по физике. Прочитайте внимательно задания. Постарайтесь ответить на поставленные перед Вами вопросы максимально правильно и полно. Оформление ответов свободное, в произвольном порядке, в письменном виде. В конце каждого задания в скобках указано максимальное количество баллов, которые можно заработать, выполнив это задание. Максимальное количество баллов за выполнение всей работы – 10. Оценивается правильность, полнота ответа, а также оригинальность Вашего мышления.

Успеха!

1 Вариант.

Для чего к корпусу бензовоза прикреплена цепь, конец которой тянется по земле? (2 балла)

Кусок неизолированной проволоки сложили вдвое. Как изменилось сопротивление проволоки? Ответ поясните. (3 балла)

Направление тока в обмотке дугообразного электромагнита показано стрелками на рисунке. Определить полюсы сердечника. Ответ поясните. (5баллов)

2 Вариант.

На текстильных фабриках нередко нити прилипают к гребням чесальных машин, путаются и рвутся. Для борьбы с этим явлением в цехах искусственно создаётся повышенная влажность. Объясните физическую сущность этой меры. (3 балла)

Почему спирали электронагревательных приборов делают из материала с большим удельным сопротивлением? (2 балла)

Пометить знаками «+» и «-» полюсы источника тока, питающего соленоид, чтобы наблюдалось указанное на рисунке взаимодействие. Ответ поясните. (5баллов)

Протокол оценки качества выполнения олимпиадных заданий.

I курс

Ответы на задания.

I курс.

1вариант.

П

V

1. редмет, который выпал из окна движущегося поезда, продолжает двигаться со скоростью поезда. Следовательно, для пассажира поезда, стоящего у окна вагона, траектория предмета будет отвесная линия, а для человека, стоящего у полотна дороги, траектория будет парабола.

    

Относительная скорость поездов, которые движутся в одном направлении, равна разности их скоростей, т.е. 102 – 48 = 54 км/ч или 15 м/с. Чтобы найти время, в течение которого один поезд проходит мимо другого, нужно сложить длины поездов и разделить на их относительную скорость: (630 + 120)/ 15 = 50 с.

Период вращения (время одного оборота) секундной стрелки 1мин. или 60 с, минутной – 1 час или 60 мин., или 3600с, часовой 12 ч. или 43200 с. Чтобы найти частоту вращения, нужно разделить 1 на период. Следовательно, частота вращения секундной стрелки 1/60 = 0, 017 Гц, минутной – 1/3600 = 0,00028 Гц, часовой – 1/43200 =0,000023 Гц.

2 вариант.

Лист кувшинки плыл по течению, следовательно, его скорость равна скорости течения. Скорость жабы равна её скорости в стоячей воде и скорости течения. Поэтому, она догонит кувшинку через такое же время, как и в стоячей воде.

Относительная скорость поездов, которые движутся в одном направлении, равна сумме их скоростей, т.е. 102 + 48 = 150 км/ч или 41,7 м/с. Чтобы найти время, в течение которого один поезд проходит мимо другого, нужно сложить длины поездов и разделить на их относительную скорость: (630 + 120)/ 41,7 =18,7с.

Период вращения (время одного оборота) Земли вокруг Солнца 1 год = 365 сут. = 8760 ч. = 31536000с. Чтобы найти частоту вращения, нужно разделить 1 на период. Следовательно, частота вращения земли вокруг Солнца 1/31536000 = 0,00000003 Гц.

II курс.

1вариант.

Цепь к корпусу бензовоза крепится для заземления.

Если кусок неизолированной проволоки сложить вдвое, то её длина уменьшится вдвое, а площадь поперечного сечения увеличится вдвое. Следовательно, сопротивление проволоки увеличится в четыре раза.

По правилу буравчика линии магнитной индукции выходят из полюса слева на рисунке, а входят в полюс справа. Следовательно левый полюс северный, а правый южный.

2 вариант.

При высокой влажности на нитях не накапливается статический заряд, следовательно, они меньше прилипают к гребням, меньше путаются и рвутся.

При большом удельном сопротивлении увеличивается количество теплоты, отдаваемое спиралью, при прохождении по ней тока.

Южный полюс стрелки будет притягиваться к северному полюсу электромагнита. Магнитные линии выходят из северного полюса, следовательно, по правилу буравчика ток в катушке течёт против часовой стрелки. Следовательно, левый контакт «-», а правый «+».

Олимпиада по физике
DOC / 126 Кб

Соглашение о подписи для источников | Вращающиеся числа

Источники напряжения

Напряжение на идеальном источнике напряжения не зависит от тока, протекающего через него. Идеальный источник напряжения можно определить следующим уравнением: $v = \text V$, например: $v = 1,5\,\text V$. В уравнении нет члена, связанного с текущим $i$. Если вам нужно пометить ток через источник напряжения, это можно сделать несколькими способами. В общем варианты такие:

1. Нет текущей метки. Обычно вам не нужно маркировать ток через источник напряжения. Контекст окружающей цепи определяет направление тока (рис. 1).

2. Если вы выполняете расчет мощности, $v\cdot i$, вам, вероятно, нужен правильный знак для мощности: знак $+$ для рассеиваемой мощности и знак $-$ для генерации. Используйте то же соглашение, которое мы определили для пассивных компонентов: Точки тока в положительную клемму напряжения источника напряжения (рис. 2).

пояснение 1

1. Если важно (или удобно), чтобы знак тока в источнике напряжения имел положительный знак, используйте соглашение, в котором стрелка тока указывает из положительной клеммы напряжения (рис. 3).

пояснение 2

В большинстве случаев ток протекает от положительной клеммы источника напряжения. Если вы применяете соглашение о знаках пассивов к источнику напряжения, в большинстве случаев ток заканчивается с отрицательным знаком. Текущее направление стрелки может показаться «неправильным» или раздражающим, но технически это не ошибка. Это просто означает, что ток имеет знак $-$, что не имеет большого значения.

Я предпочитаю маркировать источники напряжения первым вариантом: без условностей. Различные учебники преподают все версии этого соглашения о знаках. Будьте терпимы к тем, кто научился из другой книги. В итоге каждый получает правильный ответ.

«пояснение 1»: «Преимущества этой конвенции» «Одним из преимуществ этого соглашения является то, что расчеты мощности получаются с правильным знаком. Если мы говорим, что рассеиваемая мощность имеет знак $+$, это соглашение делает знак мощности правильным как для пассивных компонентов, так и для источников. Думайте об этом так: источники «рассеивают» отрицательную энергию, что означает, что они генерируют энергию.

Предположим, что источник напряжения $v_s = 5\,\text{volts}$ подает в цепь $200\,\text{мА}$, при этом ток течет от положительной клеммы. При таком соглашении (стрелка тока указывает на источник напряжения) $i_s$ будет иметь значение $-200\,\text{мА}$. Фактический ток течет напротив текущей стрелки.

Мощность, «рассеиваемая» источником напряжения, составляет $v_s \, i_s$ или $5\,\text В \cdot -200 \,\text{мА} = — 1\,\text{ватт}$. Знак «минус» перед «рассеиваемой» мощностью означает, что источник напряжения вырабатывает $+1$ ватт.

объяснение 2” «Преимущества этой конвенции» «Использование этого третьего соглашения означает, что ток от источника напряжения или батареи почти всегда будет иметь положительный знак. Исключением является перезаряжаемая батарея во время ее зарядки. В этом случае ток вынужден течь к положительной клемме и получит знак $-$.

Этикетка не обязательно должна соответствовать фактическому напряжению

Маркировка на источнике напряжения обычно ориентирована стрелкой полярности, идущей в том же направлении, что и фактическое напряжение, генерируемое источником (1a.), но нет закона что говорит, что должен. Черные знаки $+$ и $-$ внутри круга символа показывают фактическую ориентацию источника напряжения. Допускается определять маркировку на источнике напряжения с полярностью, противоположной полярности самого источника (1b.). Это может выглядеть странно, но оно не сломано.

Источник напряжения с двумя альтернативными маркировками,

*1. Один и тот же источник напряжения помечен двумя способами, оба действительны: 1а. Обычный ярлык. $v_{s1} = \текст V$. 1б. Тот же источник напряжения с перевернутой этикеткой напряжения. Текущая стрелка также перевернута. Это означает, что $v_{s2} = -\text V$ и $i_{s2} = -i_{s1}$.*

Для символа батареи более длинная черная линия указывает на положительную клемму батареи. Батарея с двумя альтернативными этикетками,

*2. Одна и та же батарея помечена двумя способами, оба действительны: 2а. Обычная маркировка аккумулятора. $v_{B1} = 1,5\,\текст V$ 2б. Та же батарея с перевернутой этикеткой. Текущая стрелка также перевернута. Это означает, что $v_{B2} = -1,5\,\text V$ и $i_{B2} = -i_{B1}$.*

В каких случаях может потребоваться повернуть метку напряжения «назад»? Когда мы изучаем закон Кирхгофа о напряжении, иногда бывает полезно указать все стрелки напряжения в одном направлении, проходящие по контуру (чтобы было легче правильно подобрать знаки в уравнении). Если одним из элементов контура является батарея или источник напряжения, стрелка напряжения может указывать противоположную фактической полярности напряжения.

Помните, что метки напряжения — это просто метки, они нужны для определения направления напряжения в контексте всей цепи. Этикетки не определяют внутренние свойства источника напряжения или батареи; это работа черного символа.

В некотором смысле метка напряжения похожа на вектор силы в механике: если вы задаете вектор, идущий вверх, а затем выполняете математические вычисления и обнаруживаете, что ваш ответ отрицательный, это означает, что он на самом деле идет вниз. Направление таково, чтобы у вас было четкое представление о том, в какую сторону на самом деле движется дело, когда все сказано и сделано.

Источники тока

Ток через идеальный источник тока не зависит от напряжения на нем. Уравнение, описывающее источник тока: $i = \text I$, например: $i = 1 \,\text A$. Напряжение $v$ в этом уравнении не фигурирует.

Источники тока обычно помечаются стрелкой тока, совпадающей с направлением стрелки символа, и без указания напряжения. Фактическое напряжение на источнике тока будет получено из анализа окружающей цепи. Если вам по какой-то причине нужно пометить напряжение, это обычно делается так, как показано в варианте 2, аналогично соглашению о знаках для пассивных компонентов.

изображение 3

Варианты маркировки источника тока: 1. Только текущая стрелка. Полярность напряжения определяется окружающими компонентами. 2. Стрелка тока и полярность напряжения с использованием знака для пассивных компонентов.

Инженерный колледж

Поздравляем, выпускники 2022 года

Мы гордимся 468 выпускниками Инженерного колледжа в Университете Толедо, начало осени 2022 года. Поздравляем с достижениями и вперед ракеты!

Празднование открытия

UToledo — одна из ведущих инженерных программ штата Огайо

Получите патент, начните свой бизнес, проведите исследования — будучи студентом.

Наш инженерный колледж выделяется среди других университетов. Мы одни из немногих восемь программ в США, которые требуют кооперативов для студентов технических наук. Наши студенты выпускники с годовым оплачиваемым опытом работы в отрасли . Многие находят работу до окончания учебы.

Все наши степени бакалавра аккредитованы ABET. Мы также предлагаем традиционную инженерную степень магистра и доктора философии. программы, а также в качестве сертификатов об окончании и онлайн-магистерской программы с частичной занятостью для работающих специалистов.

В UToledo вы напрямую приняты на инженерную специальность. Без прополки. Без предварительной разработки. Вы начнете инжиниринг классы и дизайнерские работы на первом курсе. Наше внимание сосредоточено на эмпирическое образование и предпринимательство . Мы готовим вас к тому, чтобы стать практикующим инженером и лидером в этой области.

Узнайте, почему UToledo Engineering подходит именно вам.

Хотите больше информации?

НАЙДИТЕ СВОЮ ПРОГРАММУ

Выберите область интересов

Бакалавриат

Выпускник/специалист

100%5 Онлайн

5

100%50126

Экспериментальное обучение

Лучше всего учиться на практике. Вот почему нам нужно три кооператива. Вы также оттачиваете свои навыки и применить свои знания в классе с опытом дизайна новичков и старших и через наши инженерные студенческие организации. Весь этот практический опыт дает вам преимущество перед другими кандидатами на работу, когда вы будете готовы запустить свой карьера.

Кооперативы и карьера

Исследования мирового класса

Не так много университетов, где вы можете заниматься исследованиями, начиная с первого курса год. Наш известный инженерный факультет приветствует студентов и аспирантов в свои лаборатории. Их передовые исследования в областях от устойчивой энергетики до кибербезопасности оказывает влияние в Толедо и во всем мире.

Исследования

Познакомьтесь с Браниганом Личковски

«Есть так много людей, которые помогали мне на протяжении последних 4,5 лет моего роста. стать всесторонне развитым лидером, инженером и студентом, но Дин Тул и доктор Павлеки были влиятельными наставниками для меня в UToledo. Они постоянно предъявляли мне возможности, которые позволили мне развиваться и достигать своих целей. У них всегда был там, чтобы ответить на мои вопросы, соединить меня со всеми необходимыми ресурсами и отправьте позитивное поощрение».

Читать дальше

Познакомьтесь с Риеко Шейб

Между курсовой работой, студенческими организациями и волонтерством Шейбу временами приходилось бороться с поиском правильного баланса для всего, что происходит в ее жизни. «Я очень карьерист везут, так что я очень иду, иду, иду. Это было трудно, но у меня есть отличная сеть поддержки. Это то, что я действительно ценю в UToledo: они дали мне систему, в которой Я могу делать все это и быть частью всего, не чувствуя себя слишком подавленным».

Подробнее

Познакомьтесь с Дакотой, Дрю и Диллоном Токко

«Инженерная программа в школе не имеет себе равных. Кооперативная программа не только готовит вас на постоянную работу, но увеличивает ваши шансы быть нанятым сразу после школа. Такие профессора, как доктор (Рагхав) Кханна, доктор (Роджер) Кинг и доктор (Уильям) Эванс. также оказали большое влияние на мою карьеру и успех в Университете Толедо».0005

Читать далее

Познакомьтесь с Насрин Тахери

«Меня заинтересовал опыт моих братьев в аспирантуре UToledo и как счастливы они работали в лаборатории доктора Элахинии. По совету брата, Я подал заявку на докторскую степень. программа в UToledo, и теперь у меня есть возможность работать над моей докторской диссертацией. под руководством доктора Элахиниа, пионера в области материалов с памятью формы. В UToledo я работаю с передовыми исследовательскими центрами в области передовых технологий. производство, и я очень рад исследовать новые возможности в этой области».

Подробнее

Познакомьтесь со Стефани Хилл

«Мне всегда нравилось что-то строить, и после того, как я узнал о различных предлагаемых специальностях в UToledo во время моей экскурсии по инженерному колледжу я смог решить, что строительство Инженерия мне подошла. Я подал документы во многие другие колледжи, просто чтобы узнать, что еще было там, но Университет Толедо просто чувствовал себя хорошо. Университет Толедо также помог мне подготовиться не только к знаниям для расчета конкретных формулы, но и преуспеть в рабочей силе».

Подробнее

Познакомьтесь с Джалан и ее братьями, Роберой и Робой

«CISP предоставляет так много ресурсов, начиная с Ориентационной недели. Это также было так приятно быть принятым в свои дома в рамках Международной программы гостеприимства Толедо, который сопоставляет иностранных студентов с семьями из сообщества.