Опираясь на законы физики, найдите показание идеального вольтметра

Решение:

1. При протекании электрического тока по катушке А в пространстве возникает магнитное поле, которое пронизывает сердечник из железа, создавая в нём магнитный поток Ф₁. Сердечник с намотанной на него катушкой А образует электромагнит. При этом, исходя из обозначений полюсов источника и правила буравчика, у левого торца катушки А находится северный полюс этого магнита (см. рисунок).
2. При движении ползунка влево количество витков реостата, включённых в цепь, уменьшается, следовательно, сопротивление внешнего участка цепи источника R уменьшается( $R_{0}^{}=\rho\frac{l}{S}$ ), а сила тока по закону Ома( $I=\frac{\varepsilon}{r + R}$ ) возрастает.
3. Возрастание силы тока в катушке А приводит к возрастанию создаваемого им магнитного потока, который также пронизывает
и катушку Б.
4. Возрастание магнитного потока сквозь катушку Б, замкнутую на амперметр, приводит по закону электромагнитной индукции( $\varepsilon_{ind}^{}=-\frac{\bigtriangleup\Phi }{\bigtriangleup t}$ ) возбуждению в ней индукционного тока, который, по правилу Ленца, возникает такого направления (через амперметр – слева направо), чтобы своим магнитным потоком компенсировать увеличение магнитного потока сквозь катушку Б.

Ответ: при перемещении ползунка реостата влево через амперметр протекает ток, направленный вправо

Решение:

1. Начальное показание вольтметра равно нулю, после замыкания ключа показания вольтметра будут увеличиваться, пока не достигнут максимального значения, которое не будет меняться со временем.
2. Вольтметр соединён параллельно с конденсатором, поэтому его показания равны напряжению на конденсаторе. Вначале конденсатор не заряжен (q1 = 0), поэтому напряжение на нём $U_1=\frac{q1}{C}=0$ и показания вольтметра равны нулю.
3. После замыкания конденсатор будет заряжаться, и, так как $U=\frac{q}{C}$ , показания вольтметра будут увеличиваться. Когда конденсатор полностью зарядится, ток через него не течёт, а течёт только через резистор. Сила тока в цепи станет постоянной и согласно закону Ома для полной цепи $I=\frac{\varepsilon}{R+r}$
Напряжение на конденсаторе и резисторе U = IR и не будет меняться со временем. Поэтому показания вольтметра тоже перестанут изменяться

Ответ:

Решение:

По первому закону термодинамики количество теплоты, которое получает газ, равно сумме изменения его внутренней энергии ΔU и работы газа А: Q = ΔU + A. Концентрация молекул газа n=N/V, где N – число молекул газа, V – его объём. Для идеального одноатомного газа внутренняя энергия U=3/2vRT (где ν – количество моль газа). По условию задачи N = const.

Так как на участке 1–2 концентрация газа не изменяется, то его объём постоянен (изохорный процесс), значит, работа газа А = 0. В этом процессе давление газа растёт, согласно закону Шарля температура газа также растёт, т.е. его внутренняя энергия увеличивается: ΔU > 0. Значит, Q > 0, и газ получает тепло.

На участке 2–3 концентрация газа уменьшается, значит, его объём увеличивается, и работа газа положительна: А > 0. Давление газа постоянно (изобарный процесс), по закону Гей-Люссака температура газа также увеличивается. Поэтому ΔU > 0 . По первому закону термодинамики Q > 0. В этом процессе газ получает тепло.

Ответ: газ получает положительное количество теплоты в процессах 1–2 и 2–3

Решение:

1. Уравнение Клайперона-Менделеева для состояний газа в 1 и 2 будут иметь вид:

i27_2 , откуда получаем

2. Рассмотрим силы, приложенные к поршню, когда он уже не опирается на выступы на стенках цилиндра (см. рисунок ниже).

i27_4

Очевидно, что сила тяжести, равная и сила, действующая со стороны атмосферы , постоянны и направлены вниз. Учитывая, что поршень перемещается медленно, силу давления на поршень будем считать постоянной и равной , где — площадь горизонтального сечения поршня. Так как площадь постоянна, то и также постоянно. При получаем изобарный процесс при . Температура начала этого процесса найдем из системы уравнений i27_5 ,откуда получаем