Тема №14 Электродинамика (анализ физических процессов - выбор верных утверждений)

01 Электрическое поле. Электростатика

Вспоминай формулы по каждой теме

Решай новые задачи каждый день

Вдумчиво разбирай решения

ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!

Подтемы раздела №14 электродинамика (анализ физических процессов - выбор верных утверждений)

Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 21#102171Максимум баллов за задание: 2

Стеклянные незаряженные кубики 1 и 2 и медные незаряженные кубики 3 и 4 сблизили вплотную и поместили в электрическое поле, напряженность которого направлена горизонтально вправо, как показано в левой части рисунка. Затем кубики раздвинули и уже после этого выключили электрическое поле (правая часть рисунка). Выберите все верные утверждения, описывающие данный процесс.

$PIC$

1) В электрическом поле (левая часть рисунка) электроны из кубика 3 перемещаются в кубик 4.
2) На правой части рисунка кубик 1 имеет положительный заряд.
3) В электрическом поле (левая часть рисунка) левая грань кубика 1 заряжена отрицательно.
4) На правой части рисунка кубика 3 имеет отрицательный заряд.
5) В электрическом поле (левая часть рисунка) разность потенциалов между левой и правой гранями кубика 3 равна нулю.

Источники: ЕГКР 2025.№3

Показать ответ и решение

1) $Н еверно$

В медных кубиках будет наблюдаться сосредоточение отрицательного заряда в кубике 3 и положительного в кубике 4, так как свободные электроны в металлах перемещаются в противоположную сторону вектора напряженности электрического поля.

2) $Неверно$

Стекло относится к диэлектрикам, в которых возникающая во внешнем электрическом поле поляризация вызывается в основном ориентацией полярных молекул или появлением наведённой поляризации у неполярных молекул, а не за счёт перемещения подвижных зарядов (электронов). При наложении электрического поля молекулы соорентируются по полю и на левой части кубика 1 будут отрицательные заряды, а на правой части кубика 2 положительные заряды.

Поэтому после того, как кубики раздвинули, (полные) заряды обоих кубиков стали равными нулю за счёт того, что молекулы без действия электрического поля не имеют определенной ориентации.

3) $Верно$

См. пункт 2.

4) $Верно$

См. пункт 1.

5) $Верно$

В проводнике, помещенном в электростатическое поле, заряды будут распределяться до тех пор, пока напряженность поля не станет равной нулю. Поэтому разность потенциалов между любыми двумя точками точками проводника равна нулю.

Ответ: 345

Бандлы и наборы

Комбо-тарифы сразу по нескольким предметам

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 22#103146Максимум баллов за задание: 2

Плоский воздушный конденсатор ёмкостью $C0$ , подключённый к источнику постоянного напряжения, состоит из двух металлических пластин, находящихся на расстоянии $d0$ друг от друга. Расстояние между пластинами меняется со временем так, как показано на графике.

$PIC$

Выберите все верные утверждения, соответствующих описанию опыта.
1) В интервале времени от $t1$ до $t4$ заряд конденсатора возрастает.
2) В интервале времени от $t1$ до $t4$ энергия конденсатора равномерно уменьшается.
3) В промежутке времени от $t1$ до $t4$ напряжённость электрического поля между пластинами конденсатора остаётся постоянной.
4) В момент времени $t4$ ёмкость конденсатора увеличилась в 5 раз по сравнению с первоначальной (при t = 0).
5) В промежутке времени от $t1$ до $t4$ напряжённость электрического поля между пластинами конденсатора убывает.

Источники: Банк ФИПИ ЕГЭ

Показать ответ и решение

1) $В ерно$
Ёмкость определяется формулой:

S C = 𝜀0d,

q = CU.

Следовательно, при уменьшении расстояния, ёмкость возрастет.А значит и заряд конденсатора увеличивается.

2 ) $Неверно$
Энергия конденсатора:

CU2 W = --2-

Аналогично предыдущему пункту энергия увеличивается.
3) $Неверно$
Напряженность вычисляется по формуле:

E = U- d

Так как напряжение постоянно, а расстояние между пластинами уменьшается, то напряженность увеличивается.
4) $В ерно$
Ёмкость определяется формулой:

S C = 𝜀0d-

5) $Неверно$
См. пункт 3.

Ответ: 14

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 23#103148Максимум баллов за задание: 2

На уединённой неподвижной проводящей сфере радиусом $R$ находится положительный заряд $Q$ . Сфера находится в вакууме. Напряжённость электростатического поля сферы в точке A равна 36 В/м. Все расстояния указаны на рисунке.

$PIC$

Выберите все верные утверждения, описывающих данную ситуацию.
1) Напряжённость поля в точке $B$ $EB = 576$ В/м.
2) Напряжённость поля в точке $C$ $EC = 36$ В/м.
3) Потенциал электростатического поля в точке $B$ выше, чем в точке $D$ : $φB > φD$ .
4) Потенциал электростатического поля в точках D и F одинаков: $φD = φF$ .
5) Потенциал электростатического поля в точке C выше, чем в точке F: $φC > φF$ .

Источники: Банк ФИПИ ЕГЭ

Показать ответ и решение

Для начала определим формулы, по которым можно рассчитать необходимые величины. Потенциал:

kQ φ= -r-

Но потенциал внутри сферы будет равен потенциалу на поверхности сферы.
Напряженность:

E = kQ- r2

Но напряженность внутри сферы равна 0. $r$ – расстояние от центра сферы до нужной точки.
1) $Н еверно$
$\text{[math]}$ Нет, т.к. в т. $B$ напряженность внутри сферы равна нулю.
2) $В ерно$
$\text{[math]}$ Да, т.к. $EA =EC$ .
3) $Н еверно$
$\text{[math]}$ Из вышесказанного потенциалы одинаковы (см. перед пунктом 1)
4) $В ерно$
$\text{[math]}$ Из вышесказанного потенциалы одинаковы (см. перед пунктом 1)
5) $Н еверно$
$\text{[math]}$ Точка $C$ находится дальше от центра сферы, следовательно, потенциал в ней меньше.

Ответ: 24

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 24#103150Максимум баллов за задание: 2

Две параллельные металлические пластины больших размеров расположены на расстоянии $d$ друг от друга и подключены к источнику постоянного напряжения (рис. 1). Пластины закрепили на изолирующих подставках и спустя длительное время отключили от источника (рис. 2).

$PIC$

Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения.
1) Напряжённость электрического поля в точке $B$ больше, чем в точке $C$ .
2) Потенциалы электрического поля в точках $A$ и $B$ одинаковы.
3) Если после отключения от источника увеличить расстояние $d$ между пластинами, то напряжённость электрического поля в точке $A$ увеличится.
4) Если после отключения от источника уменьшить расстояние $d$ между пластинами, то заряд правой пластины не изменится.
5) Если после отключения от источника пластины полностью погрузить в керосин, то энергия электрического поля системы пластин уменьшится.

Источники: Банк ФИПИ ЕГЭ

Показать ответ и решение

После того как длительное время пластины были подключены к источнику постоянного напряжения, они зарядились: левая пластина отрицательно, правая – положительно.
1) $Н еверно$
Внутри плоского заряженного конденсатора электрическое поле однородно. Напряжённости поля в точках B и C одинаковые.
2) $В ерно$
Потенциал электрического поля внутри конденсатора убывает от положительной пластины к отрицательной. Потенциал электрического поля в точке B равен потенциалу в точке A.
3) $Неверно$
Поскольку пластины отключены от источника, то заряд и его поверхностная плотность на них не меняется при изменении расстояния. Значит, не будет изменяться и напряжённость электрического поля между пластинами.
4) $В ерно$
Заряд пластин остаётся постоянным, независимо от того, сдвигают пластины или нет.
5) $В ерно$
Диэлектрическая проницаемость керосина больше 1. При полном погружении в керосин энергия электрического поля конденсатора уменьшится.

Ответ: 245

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 25#103151Максимум баллов за задание: 2

$PIC$

Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения.
1) Напряжённость электрического поля в точках $A$ , $B$ и $C$ одинакова.
2) Потенциал электрического поля в точке $A$ выше, чем в точке $C$ .
3) Если после отключения источника увеличить расстояние $d$ между пластинами, то напряжённость электрического поля в точке $B$ уменьшится.
4) Если после отключения источника уменьшить расстояние $d$ между пластинами, то заряд левой пластины не изменится.
5) Если после отключения источника пластины полностью погрузить в керосин, не меняя их взаимного расположения, то энергия электрического поля системы пластин увеличится.

Источники: Банк ФИПИ ЕГЭ

Показать ответ и решение

После того как длительное время пластины были подключены к источнику постоянного напряжения, они зарядились: левая пластина отрицательно, правая – положительно.
1) $В ерно$
Внутри плоского заряженного конденсатора электрическое поле однородно. Напряжённости поля в точках A ,B и C одинаковые.
2) $Н еверно$
Потенциал электрического поля внутри конденсатора убывает от положительной пластины к отрицательной. Потенциал электрического поля в точке A меньше, чем в точке C.
3) $Неверно$
Поскольку пластины отключены от источника, то заряд и его поверхностная плотность на них не меняется при изменении расстояния. Значит, не будет изменяться и напряжённость электрического поля между пластинами.
4) $В ерно$
Заряд пластин остаётся постоянным, независимо от того, сдвигают пластины или нет.
5) $Н еверно$
Диэлектрическая проницаемость керосина больше 1. При полном погружении в керосин энергия электрического поля конденсатора уменьшится.

Ответ: 14

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 26#108604Максимум баллов за задание: 2

Металлическое тело, продольное сечение которого показано на рисунке, поместили в однородное электростатическое поле напряжённостью $⃗E$ .

$PIC$

Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения, описывающие результаты воздействия этого поля на металлическое тело
1) Напряжённость электрического поля в точке D не равна нулю.
2) Потенциалы электростатического поля в точках A и C равны.
3) Концентрация свободных электронов в точке B наибольшая.
4) В точке A индуцируется положительный заряд.
5) В точке D индуцируется отрицательный заряд.

Источники: Отличный результат

Показать ответ и решение

1) $Н еверно$
Под действием электрического поля положительные заряды переместятся в сторону точки C, а отрицательные – в сторону точки B. Причем распределение этих зарядов по модулю будет одинаковым. Следовательно, они создадут электрическое поле внутри проводника, направленное против внешнего поля такое, что напряженность электрического поля в точке D будет равна 0.
2) $В ерно$
Потенциалы на поверхности и внутри проводника одинаковы.
3) $В ерно$
Наименьшая концентрация свободных электронов будет наблюдаться в точке C, так как там будет сосредотачиваться положительный заряд. Наибольшая концентрация будет в точке B
4) $Н еверно$
Нет, так как положительно заряженные частицы двигаются по направлению вектора напряженности электрического поля. Значит в точке C будет положительный, а в точке B отрицательный. Тогда в точке A и D не будет свободных электронов, а значит нельзя сказать, что в этих точках будет индуцироваться заряд.
5) $Н еверно$
Нет, см. пункт 4

Ответ: 23

Курсы

Всё необходимое для достижения цели

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 27#112693Максимум баллов за задание: 2

Обкладки плоского воздушного конденсатора представляют собой квадратные пластинки со сторонами а = 10 см. Расстояние между обкладками d = 2 мм. Конденсатор подключён к постоянному напряжению U = 100 В. B пространство между обкладками конденсатора на расстоянии d/4 от одной из обкладок внесли металлическую пластинку толщиной d/2 и с той же площадью, что у обкладок.

$PIC$

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения. В ответе укажите их номера. Электрическую постоянную $𝜀0$ принять равной $8,85⋅10−12$ Ф/м.
1) Если металлическую пластину сместить ближе к одной из обкладок конденсатора, по-прежнему не касаясь её, то ёмкость конденсатора увеличится по сравнению со случаем начального положения пластинки.
2) Энергия электрического поля в конденсаторе увеличилась после того, как внесли металлическую пластинку.
3) После того как внесли металлическую пластинку, заряд конденсатора не изменился.
4) После того как внесли металлическую пластинку, ёмкость конденсатора уменьшилась.
5) До внесения металлической пластины заряд конденсатора был больше 4 нКл.

Источники: ЕГКР 2025

Показать ответ и решение

1) $Н еверно$
Внося металлическую пластину в конденсатор, мы буквально разбиваем его на два последовательно соединенных конденсатора с меньшим расстоянием между обкладками. Пусть толщина одной воздушной прослойки x, а другой - y. Тогда суммарная емкость будет считаться следующим образом:

1-= 1-+ -1-= -x-+ -y- = x+-y-→ C = -𝜀0S-- C0 C1 C2 𝜀0S 𝜀0S 𝜀0S x+ y

Видим, что итоговая емкость зависит от суммы размеров зазоров. Т.е. если пластину сместить вбок, то емкость не изменится.
2) $В ерно$
Емкость получившейся системы $C = -𝜀0S-, x +y = d x+ y 2$ (см.п.1), т.е. получившаяся система имеет емкость вдвое большую, чем конденсатор без пластины. Напряжение на обкладках конденсатора не менялось, т.к. он подключен к постоянному напряжению. Тогда из формулы для энергии конденсатора $CU2 W = --2-$ делаем вывод, что энергия увеличилась в два раза за счет увеличения емкости в два раза.
3) $Н еверно$
Заряд конденсатора равен $q =CU$ . Т.к. емкость увеличилась, а напряжение не изменилось (см.п.2), заряд увеличился.
4) $Н еверно$
Емкость конденсатора увеличилась (см.п.2).
5) $В ерно$
$q =CU = 𝜀0a2U = 8,85⋅10−12⋅0,12100= 4,4⋅10−9 К л= 4,4 нКл d 2 ⋅10−3$

Ответ: 25

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 28#114726Максимум баллов за задание: 2

Обкладки плоского воздушного конденсатора представляют собой квадратные пластинки со сторонами $a =10$ см. Расстояние между обкладками $d = 2$ мм. Конденсатор подключён к постоянному напряжению $U = 100$ В. B пространство между обкладками конденсатора внесли вплотную к одной из обкладок металлическую пластинку с толщиной $d 2$ и той же площадью, что у обкладок.

$PIC$

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения. В ответе укажите их номера. Электрическую постоянную $𝜀0$ принять равной $8,85⋅10−12$ Ф/м.
1) После того как внесли металлическую пластинку, ёмкость конденсатора увеличилась.
2) До внесения металлической пластины заряд конденсатора был меньше 4 нКл.
3) После того как внесли металлическую пластинку, заряд конденсатора уменьшился.
4) Если металлическую пластину сместить ближе к другой обкладке конденсатора, то ёмкость конденсатора уменьшится по сравнению со случаем начального положения пластинки.
5) Напряженность поля в точке $A$ в конденсаторе в два раза увеличилась после того, как внесли металлическую пластинку.

Источники: ЕГКР 954 Физика 27.03.2025

Показать ответ и решение

1) $В ерно$

$PIC$

Пусть в конденсаторе возникает электрическое поле с напряженностью $U E0 = d-$ . Под внешним электрическим полем во внесенной металлической пластинке индуцируются заряды (см. рисунок) и напряженность внутри пластинки равна 0. Это эквивалентно тому, что у нас остался конденсатор с расстоянием между обкладками $d 2$ .
Емкость конденсатора выражается формулой

𝜀0S C = d ,

где $𝜀0$ - электрическая постоянная;
$S$ - площадь пластинок;
$d$ - расстояние между обкладками.
Поскольку $d$ уменьшается, то ёмкость конденсатора увеличивается.
2) $Н еверно$
Заряд конденсатора

8,85⋅10−12⋅102⋅10− 4 q = CU = ------2⋅10−-3------⋅100≈ 4,4 нКл.

3) $Неверно$
Поскольку напряжение постоянно, то заряд увеличивается.
4) $Н еверно$

$PIC$

Помещение пластинки между двумя обкладками (не поднося ее вплотную) эквивалентно тому, что у нас есть два конденсатора соединеных последовательно.
Пусть пластинка находится на расстоянии $a$ от левой обкладки (см. рисунок).
Тогда мы имеем два конденсатора c емкостями $C1$ и $C2$ и расстояниями между обкладками $a$ и $d− a 2$ соответственно.
При последовательном соединении общую емкость конденсатора можно найти следующим образом

1--= 1-+ -1-, C0 C1 C2

d d -1- -a- 2 −-a -2- C0 = 𝜀0S + 𝜀0S = 𝜀0S,

𝜀 S C0 =-0d-. 2

То есть, пространственное расположение металлической пластинки не меняет ёмкость конденсатора. Аналогично, пункту 1 ёмкость конденсатора увеличится.
5) $В ерно$
Напряжённость электрического поля между пластинами конденсатора

U E = d.

Поскольку $d$ уменьшается в 2 раза, то напряженность увеличится в 2 раза. Следовательно, на самом деле, напряженность поля в точке $A$ увеличится в два раза.

Ответ: 15

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 29#117209Максимум баллов за задание: 2

Плоский воздушный конденсатор ёмкостью $C0$ состоит из двух металлических пластин, находящихся на расстоянии $d0$ друг от друга. Конденсатор зарядили и отключили от источника постоянного напряжения. Расстояние между пластинами меняется со временем так, как показано на графике.
Выберите все верные утверждения, соответствующие описанию опыта.

$PIC$

1) В момент времени $t4$ емкость конденсатора уменьшилась в 4 раза по сравнению с первоначальной (при $t= 0$ ).
2) В интервале времени от $t1$ до $t4$ заряд конденсатора увеличивается.
3) В интервале времени от 0 до $t4$ энергия конденсатора остаётся неизменной.
4) В промежутке времени от 0 до $t4$ напряжённость электрического поля между пластинами конденсатора увеличивается.
5) В промежутке времени от 0 до $t4$ напряжение между пластинами конденсатора увеличивается в 4 раза.

Показать ответ и решение

1) $В ерно$
Ёмкость определяется формулой:

S C = 𝜀0d,

где $𝜀0$ – диэлектрическая постоянная, $S$ – площадь пластин.
Так как $d$ увеличилось в 4 раза, то ёмкость уменьшилась в 4 раза.
2) $Н еверно$
Т.к. конденсатор отключен от всего, то заряд будет постоянной величиной
3) $Н еверно$
Энергию конденсатора можно рассчитать по формуле:

2 WC = -q- 2C

Т.к. емкость конденсатора уменьшается (см.п.1), а заряд остается неизменным (см.п.2), энергия конденсатора увеличивается.
4) $Н еверно$

E = U-, U =-q, C = 𝜀0𝜀S- → E = -q-- d C d 𝜀0𝜀S

Т.к. заряд на конденсаторе не меняется (см.п.2) и площадь пластин не меняется, то напряженность поля остается постоянной.
5) $В ерно$
Напряжение между пластинами конденсатора вычисляется по формуле:

q U = C-

Т.к. емкость конденсатора уменьшилась в 4 раза (см.п.1), а заряд не изменяется (см.п.2), то напряжение между пластинами увеличилось в 4 раза.

Ответ: 15

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 30#135209Максимум баллов за задание: 2

На рисунке изображены два одинаковых электрометра: А и Б, шары которых заряжены положительно. В первом опыте электрометры соединяют медной проволокой, а во втором – деревянной линейкой

$PIC$

Выберите все утверждения, соответствующие данным этих опытов.
1) В первом опыте показание электрометра А станет равным 1, а показание электрометра Б - равным 3.
2) Во втором опыте показания электрометров станут одинаковыми.
3) Во втором опыте показания электрометров не изменятся.
4) В первом опыте электрометр Б полностью разрядится.
5) В первом опыте показания обоих электрометров станут равными 2.

Показать ответ и решение

Медь является проводником и в первом опыте произойдет перераспределение зарядов. Дерево является диэлектриком, поэтому перераспределения заряда не произойдет.
1) $Н еверно$
Нет, при соединении медной проволокой произойдет перераспределение зарядов, а так как электрометры по условию одинаковые, то и заряды на них будут одинаковы и равны:

′ q1+-q2- 3-у.-е.+-1-у.-е. q = 2 = 2 =2 у. е..

2) $Неверно$
Нет, не будет перераспределения зарядов.
3) $В ерно$
Да.
4) $Н еверно$
Нет, см. пункт 2.
5) $В ерно$
Да, см. пункт 2.

Ответ: 35