От капли воды с электрическим зарядом +3q отделили каплю с зарядом –2q. Определите заряд оставшейся капли. А) -5q В) 0 С) +5q D) +4q
[1]
Опишите почему при трении эбонитовой палочкой о мех, эбонитовая палочка заряжается отрицательным зарядом.
[2]
4.Тепловой двигатель с КПД, равным 40 %, за цикл совершает полезную работу 600 Дж. Определите количество теплоты, которое получает двигатель от нагревателя. [3]

Сформулируйте словами и запишите математическое выражение первого закона термодинамики для количества теплоты. [2]
Назовите I. III такты. [2]

а) В вакууме два точечных заряда 3 нКл и 6 нКл отталкиваются друг от друга с силой 1,2 мН. Определите какое расстояние должно быть между зарядами. [3]
Во сколько раз надо изменить расстояние между зарядами при увеличении одного из них в 2 раза, чтобы сила взаимодействия осталась прежней? [2]

Почему конденсаторы имеют широкое применение в электрических устройствах и бытовой технике? [2]

Капля масла находится в однородном электрическом поле, на которую действует сила
10-5 Н. Напряженность электрического поля равна 100 Н/Кл.

а) Определите заряд капли масла. [2]

Вычислите количество избыточных электронов в капле масла. [2]

Перечислите три фактора негативного влияния тепловых двигателей на окружающую среду. [3]

1) Для решения этой задачи нам нужно использовать закон сохранения заряда. Согласно закону сохранения заряда, сумма зарядов до и после разделения должна равняться нулю. Таким образом, заряд оставшейся капли будет равен: +3q - 2q = q. Ответ: С) +q.

2) При трении эбонитовой палочкой о другие предметы, эбонитовая палочка заряжается отрицательным электрическим зарядом. Это связано с тем, что эбонит имеет высокую аффинность к электронам. Во время трения между поверхностью эбонита и другим предметом происходит перенос электронов с одного предмета на другой. Эбонит получает электроны и, как следствие, приобретает отрицательный заряд. Поэтому эбонитовая палочка заряжается отрицательным зарядом.

3) КПД (Коэффициент Полезного Действия) теплового двигателя - это отношение полезной работы, которую совершает двигатель, к теплоте, полученной от нагревателя. Формула для расчета КПД: КПД = (полезная работа) / (полученная теплота) * 100%. Для данного случая КПД = 40%, полезная работа = 600 Дж. Решим уравнение: 40% = 600 Дж / (полученная теплота) * 100%. Домножим обе части уравнения на (полученная теплота) и разделим на 100%: (полученная теплота) = 600 Дж / (40/100) = 1500 Дж. Ответ: количество теплоты, которое получает двигатель от нагревателя, равно 1500 Дж.

4) Первый закон термодинамики утверждает, что количество теплоты Q, полученной системой, равно сумме изменения внутренней энергии dU системы и работы W, совершенной над системой. Математическое выражение первого закона термодинамики для количества теплоты можно записать как Q = dU + W.

5) I такт в тепловом двигателе называется такт сжатия (компрессии), когда рабочее вещество сжимается при помощи поршня или другого механизма. III такт называется такт выпуска, когда сжатое рабочее вещество выводится из рабочего объема двигателя.

6) Для решения данной задачи нужно использовать закон Кулона. Закон Кулона гласит, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами прямо пропорциональна их зарядам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Таким образом, сила F, действующая между зарядами, равна F = k * (q1 * q2) / r^2, где k - постоянная Кулона (9 * 10^9 Н * м^2/Кл^2), q1 и q2 - заряды зарядов, r - расстояние между зарядами. Даны следующие значения: q1 = 3 нКл, q2 = 6 нКл, F = 1,2 мН (1,2 * 10^(-3) Н). Подставим значения в формулу и найдем расстояние r: 1,2 * 10^(-3) Н = (9 * 10^9 Н * м^2/Кл^2) * (3 * 10^(-9) Кл * 6 * 10^(-9) Кл) / r^2. Решим уравнение для r^2: r^2 = (9 * 10^9 Н * м^2/Кл^2) * (3 * 10^(-9) Кл * 6 * 10^(-9) Кл) / (1,2 * 10^(-3) Н). Подставим числовые значения и решим: r^2 = 162 м^2, r ≈ 12,73 м. Ответ: расстояние между зарядами должно составлять около 12,73 метра.

7) Для того чтобы сила взаимодействия между зарядами осталась прежней, необходимо изменить расстояние между зарядами таким образом, чтобы произведение зарядов осталось прежним. Произведение зарядов q1 и q2 остается неизменным и равным (3 нКл) * (6 нКл) = 18 нКл^2. Если один из зарядов увеличивается в 2 раза, то другой заряд должен уменьшиться в 2 раза, чтобы произведение осталось прежним. Таким образом, необходимо увеличить расстояние между зарядами в 2 раза.

8) Конденсаторы имеют широкое применение в электрических устройствах и бытовой технике по следующим причинам:
- Конденсаторы хранят электрическую энергию и могут быстро отдавать ее на нагрузку при необходимости. Это позволяет использовать их в различных электрических цепях для временного хранения и передачи энергии.
- Конденсаторы могут преобразовывать переменный ток в постоянный и наоборот. Это очень полезно для работы с различными типами электрических устройств.
- Конденсаторы используются для фильтрации и сглаживания электрических сигналов, что позволяет улучшить качество и стабильность работы устройств.
- Конденсаторы являются неотъемлемой частью электрических цепей, использующихся для хранения, усиления и разделения сигналов, а также для создания временных задержек.

9) Для решения этой задачи используем формулу для вычисления силы, действующей на заряд в электрическом поле: F = q * E, где F - сила, q - заряд, E - напряженность электрического поля. Даны следующие значения: F = 10^(-5) Н, E = 100 Н/Кл. Определим заряд капли масла: q = F / E = 10^(-5) Н / 100 Н/Кл = 10^(-7) Кл. Ответ: заряд капли масла равен 10^(-7) Кл.

10) Для вычисления количества избыточных электронов в капле масла воспользуемся формулой для вычисления заряда капли: q = (количество избыточных электронов) * (заряд электрона). Даны следующие значения: q = 10^(-7) Кл, заряд электрона = 1,6 * 10^(-19) Кл. Отсюда получим: (количество избыточных электронов) = q / (заряд электрона) = 10^(-7) Кл / (1,6 * 10^(-19) Кл) ≈ 6,25 * 10^(11). Ответ: количество избыточных электронов в капле масла составляет приблизительно 6,25 * 10^(11).

11) Факторы негативного влияния тепловых двигателей на окружающую среду:
- Выбросы газов и вредных веществ, таких как углекислый газ (CO2), оксиды азота (NOx), и другие примеси, которые поступают в атмосферу и способствуют парниковому эффекту и изменению климата.
- Расход ископаемого топлива, такого как нефть, уголь, газ, что приводит к истощению природных ресурсов и увеличению загрязнения окружающей среды при его добыче и сжигании.
- Шумовое загрязнение от работы двигателей, которое может создавать дискомфорт для людей и животных, а также негативно влиять на их здоровье и поведение.