Задачи (стр. 1 )

Установите соответствие между сравнительной интенсивностью фундаментальных взаимодействий и их видами.
1.
2.
3.

1	гравитационное
2	электромагнитное
3	сильное

Решение:
Под отношением интенсивностей взаимодействий в первом приближении можно понимать отношение энергий этих взаимодействий для двух одинаковых частиц (например, протонов), разделенных достаточно малым расстоянием. Если интенсивность сильного взаимодействия принять за единицу, то интенсивность электромагнитного взаимодействия будет равна , слабого – и гравитационного – .

На рисунке представлена зависимость плотности тока j, протекающего в проводниках 1 и 2, от напряженности электрического поля Е:

Отношение удельных сопротивлений ρ1/ρ2 этих проводников равно …
Решение:
Согласно закону Ома в дифференциальной форме, плотность тока в проводнике равна , где – удельное сопротивление материала, – напряженность электрического поля в проводнике. Взяв любое значение напряженности поля, например, и соответствующие ему значения плотности тока из графика и , можно определить отношение удельных сопротивлений проводников: .

Электростатическое поле создано положительно заряженной сферой.

Правильно отражает зависимость потенциала от расстояния рисунок … 2

Решение:
Потенциал поля на поверхности и внутри заряженной металлической сферы является постоянным, вне сферы убывает с расстоянием r по такому же закону, как для точечного заряда. Таким образом, график зависимости для заряженной металлической сферы радиусом R показан на рисунке 2.

Рамка с током с магнитным дипольным моментом , направление которого указано на рисунке, находится в однородном магнитном поле:

Момент сил, действующих на магнитный диполь, направлен … перпендикулярно плоскости рисунка к нам

Решение:
На контур с током в однородном магнитном поле действует вращающий момент сил , стремящийся расположить контур таким образом, чтобы вектор его магнитного момента был сонаправлен с вектором магнитной индукции поля. Используя определение векторного произведения, находим, что момент сил направлен перпендикулярно плоскости рисунка к нам.

Проводящая рамка вращается с постоянной угловой скоростью в однородном магнитном поле вокруг оси, лежащей в плоскости рамки и перпендикулярной вектору индукции (см. рис.). На рисунке также представлен график зависимости от времени потока вектора магнитной индукции, пронизывающего рамку.

Если максимальное значение магнитного потока мВб, сопротивление рамки Ом, а время измерялось в секундах, то закон изменения со временем силы индукционного тока имеет вид …

Решение:
Сила индукционного тока , где – ЭДС индукции, R – сопротивление рамки. В соответствии с законом Фарадея для электромагнитной индукции. Чтобы найти закон изменения ЭДС индукции со временем, необходимо знать зависимость от времени магнитного потока, пронизывающего рамку. Из приведенного графика следует, что , поскольку Тогда , а

На рисунке представлены графики, отражающие характер зависимости поляризованности Р диэлектрика от напряженности внешнего электрического поля Е.

Неполярным диэлектрикам соответствует кривая …4

Решение:

К неполярным диэлектрикам относятся диэлектрики, в молекулах (атомах) которых в отсутствие внешнего электрического поля «центры тяжести» положительных и отрицательных зарядов совпадают и дипольные моменты таких молекул равны нулю. При внесении неполярного диэлектрика во внешнее электрическое поле происходит деформация электронных оболочек атомов и молекул. «Центры тяжести» положительных и отрицательных зарядов смещаются друг относительно друга. Вследствие этого неполярная молекула приобретает во внешнем электрическом поле индуцированный дипольный момент, направленный вдоль поля и пропорциональный напряженности внешнего поля (этот механизм поляризации диэлектриков получил название электронной или деформационной поляризации). Тепловое движение неполярных молекул не влияет на возникновение у них индуцированных электрических дипольных моментов. Таким образом, для неполярных диэлектриков характерна прямо пропорциональная зависимость поляризованности от напряженности внешнего электрического поля, что отражает кривая 4.

На рисунке представлены графики, отражающие характер зависимости величины намагниченности I вещества (по модулю) от напряженности магнитного поля Н:

Парамагнетикам соответствует кривая … 3

Решение:
К парамагнетикам относятся вещества, атомы (молекулы) которых обладают собственным магнитным моментом. Однако вследствие теплового движения молекул их магнитные моменты ориентированы беспорядочно в отсутствие внешнего магнитного поля, и намагниченность вещества в этих условиях равна нулю. При внесении парамагнетика во внешнее магнитное поле устанавливается преимущественная ориентация магнитных моментов атомов (молекул) в направлении поля. Таким образом, парамагнетик намагничивается, создавая собственное магнитное поле, совпадающее по направлению с внешним полем и усиливающее его. Диамагнитный эффект наблюдается и в парамагнетиках, но он значительно слабее парамагнитного и поэтому остается незаметным. Магнитная восприимчивость парамагнетиков положительна, значительно меньше единицы и составляет величину . В слабом магнитном поле намагниченность пропорциональна напряженности внешнего поля. В очень сильном магнитном поле (и при достаточно низкой температуре) магнитные моменты всех молекул располагаются практически параллельно полю. При этом намагниченность парамагнетика достигает максимального значения (но существенно меньшего по сравнению с ферромагнетиками). Парамагнетикам соответствует кривая 3.

Протон влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции и начинает двигаться по окружности. При увеличении кинетической энергии протона (если ) в 4 раза радиус окружности … увеличится в 2 раза

Контур площадью м2 расположен перпендикулярно к линиям магнитной индукции. Магнитная индукция изменяется по закону . ЭДС индукции, возникающая в контуре, изменяется по закону …