Давай решим задачи по порядку.
**Задача 12**
Нам дан график зависимости силы тока $I$ от времени $t$ в электрической цепи, содержащей катушку с индуктивностью $L = 1 \, \text{мГн}$. Нужно определить модуль ЭДС самоиндукции в катушке в интервале времени от 15 до 20 с.
ЭДС самоиндукции определяется формулой:
$$ \mathcal{E} = -L \frac{\Delta I}{\Delta t} $$
где:
- $L$ – индуктивность катушки,
- $\Delta I$ – изменение силы тока,
- $\Delta t$ – изменение времени.
Из графика видно, что в интервале времени от 15 до 20 с сила тока изменяется от 20 мА до 0 мА. Значит:
$$ \Delta I = 0 \, \text{мА} - 20 \, \text{мА} = -20 \, \text{мА} = -20 \times 10^{-3} \, \text{А} $$
$$ \Delta t = 20 \, \text{с} - 15 \, \text{с} = 5 \, \text{с} $$
Подставляем значения в формулу:
$$ \mathcal{E} = -1 \times 10^{-3} \, \text{Гн} \cdot \frac{-20 \times 10^{-3} \, \text{А}}{5 \, \text{с}} = 4 \times 10^{-6} \, \text{В} = 4 \, \text{мкВ} $$
Ответ: 4
**Задача 13**
Угол падения луча света на горизонтальное плоское зеркало равен $25^\circ$. Нужно найти угол $\gamma$ между падающим и отражённым лучами, если зеркало повернуть на $10^\circ$.
1. Сначала найдём угол между падающим и отражённым лучом, когда зеркало не повёрнуто:
Угол падения равен углу отражения, значит, угол отражения тоже $25^\circ$. Угол между падающим и отражённым лучами равен сумме этих углов:
$$ \gamma_1 = 25^\circ + 25^\circ = 50^\circ $$
2. Теперь рассмотрим ситуацию, когда зеркало повернули на $10^\circ$. Угол падения изменится на $10^\circ$ и станет $25^\circ + 10^\circ = 35^\circ$. Соответственно, угол отражения тоже станет $35^\circ$.
3. Новый угол между падающим и отражённым лучами:
$$ \gamma_2 = 35^\circ + 35^\circ = 70^\circ $$
Ответ: 70
**Задача 14**
В идеальном колебательном контуре происходят свободные электромагнитные колебания. В таблице показано, как изменялся заряд одной из обкладок конденсатора с течением времени. Нужно выбрать все верные утверждения о процессе.
1. Амплитуда колебаний заряда обкладки равна $4 \cdot 10^{-9}$ Кл.
* Из таблицы видно, что максимальное значение заряда равно $2 \cdot 10^{-9}$ Кл, а не $4 \cdot 10^{-9}$ Кл. Значит, это утверждение неверно.
2. Период колебаний равен $16 \cdot 10^{-6}$ с.
* По таблице видно, что заряд повторяется через 8 единиц времени (от 0 до 8). Значит, период равен $8 \cdot 10^{-6}$ с. Это утверждение неверно.
3. В момент $t = 2 \cdot 10^{-6}$ с модуль силы тока в контуре максимален.
* В момент $t = 2 \cdot 10^{-6}$ с заряд равен 0. Это означает, что вся энергия перешла в энергию магнитного поля катушки, и сила тока максимальна. Это утверждение верно.
4. В момент $t = 4 \cdot 10^{-6}$ с сила тока в контуре равна 0.
* В момент $t = 4 \cdot 10^{-6}$ с заряд максимален и равен $-2 \cdot 10^{-9}$ Кл. Это означает, что ток в контуре равен 0. Это утверждение верно.
5. В момент $t = 6 \cdot 10^{-6}$ с энергия конденсатора максимальна.
* В момент $t = 6 \cdot 10^{-6}$ с заряд равен 0. Это означает, что энергия конденсатора равна 0, а не максимальна. Это утверждение неверно.
Ответ: 34
**Задача 15**
Ион натрия движется по окружности в однородном магнитном поле. Как изменятся сила, действующая на ион, и частота его обращения, если уменьшить модуль вектора магнитной индукции магнитного поля? Скорость иона остаётся неизменной.
1. Сила, действующая на ион в магнитном поле (сила Лоренца), определяется формулой:
$$ F = qvB $$
где $q$ – заряд иона, $v$ – его скорость, $B$ – модуль вектора магнитной индукции. Если $B$ уменьшить, то и сила $F$ тоже уменьшится. Значит, для силы ответ 2.
2. Частота обращения иона в магнитном поле определяется формулой:
$$ f = \frac{qB}{2\pi m} $$
где $m$ – масса иона. Если $B$ уменьшить, то и частота $f$ тоже уменьшится. Значит, для частоты ответ 2.
Ответ: 22