Возможно ли понять принципы Школьной физики, описанные Шептикиным А.С., в которых окончание магнитной стрелки заманивается одним концом стального стержня?

» FAQ »

Можно ли получить искусственный магнит с одним полюсом?

Одинаково ли влияние постукивания на намагничиваемое тело и на уже намагниченное тело?

В средние века существовало поверье, что сила магнита ослабляется от запаха чеснока, и некоторые часовщики, чтобы размагнитить случайно намагниченную часовую пружину, варили ее в настое чеснока, причем действительно получалось..

Вещества, обладающие магнитными свойствами и длительное время сохраняющие остаточный магнетизм, называют магнитожесткими, а быстро размагничивающиеся – магнитомягкими.

В коробке перемешаны медные винты и железные шурупы. Укажите наиболее простой способ их разделения.

Две намагниченные стальные спицы сложили противоположными полюсами и поднесли к одному из полюсов магнитной стрелки. Каково действие спиц на стрелку? Как изменится это действие, если спицы сложить одноименными полюсами?

К середине стальной полосы поднесли магнитную стрелку; полюс стрелки притянулся. Намагничена ли полоса?

Конец магнитной стрелки притянулся к одному из концов стального стержня. Можно ли сделать вывод, что стержень был намагничен?

К середине стальной полосы поднесли магнитную стрелку, стрелка отклонилась. Намагничена ли полоса?

Как при помощи магнитной стрелки определить, намагничен ли стальной стержень?

Почему железные опилки, притянувшись к полюсу магнита, образуют кисти, отталкивающиеся друг от друга?

Начертите расположение магнитных силовых линий двух одинаковых прямых магнитов, положенных параллельно одноименными и разноименными полюсами.

Укажите полюсы магнитов (рис. 112), приняв во внимание направление силовых линий магнитного поля.

Магнит имеет форму, показанную на рис. 113. Начертите расположение силовых линий поля этого магнита.

К прямому магниту поднесли симметрично разноименными полюсами два других прямых магнита (рис. 114). Начертите (приблизительно) расположение силовых линий возникшей системы магнитов.

Изменится ли расположение стрелки компаса, если к ней поднести кусок железа?

Измерьте расстояние, на котором стальное перо притягивается магнитом. Проверьте, изменится ли это расстояние, если между магнитом и пером поместить лист картона.

Магнит помещен вблизи магнитной стрелки. Как, не удаляя магнита, можно оградить стрелку от его действия?

Если бы кто-нибудь, находясь между южным магнитным и Северным географическим полюсами Земли, пожелал двинуться на север, как ему при этом следовало бы пользоваться компасом?

Почему стальные полосы и рельсы, лежащие на складах, с течением времени оказываются намагниченными?

Как узнать, намагничена ли пилка от лобзика? Предложите самый простой способ.

Как, учитывая магнитное поле Земли и выполняя опыт Эрстеда, следует направить в горизонтальной плоскости прямолинейный проводник, чтобы магнитная стрелка под действием достаточно сильного тока максимально отклонилась?

Академику А.Ф.Иоффе в 1911 г. удалось обнаружить магнитное поле, возникающее вокруг пучка электронов (катодных лучей). Как установится магнитная стрелка, находящаяся над потоком катодных лучей, направленных на север вдоль меридиан

На рис. 115 изображены четыре проводника с током, находящиеся в магнитном поле. Как движется каждый из этих проводников? Куда направлена сила, действующая на каждый из этих проводников?

Укажите направление тока в отклоненном проводнике AB (рис. 116).

Еще нет ответа на этот вопрос.

При нагревании вследствие увеличения средней скорости теплового движения атомов и молекул магнита происходит его размагничивание. Настой чеснока никакого отношения к размагничиванию не имеет.

Из какого вещества изготовляют магнитную стрелку компаса, сердечники электромагнита, электрического звонка?

В первом случае – из магнитожесткой стали, в остальных – из магнитомягкой.

С помощью магнита.

При разноименных полюсах стрелка притянется к сложенным спицам так, как если бы они вовсе не были намагниченными. При одноименных полюсах в зависимости от знака полюса стрелка либо притягивается, либо отталкивается.

Ничего сказать нельзя, так как даже в прямом магните середина не проявляет магнитных свойств.

Намагничена таким образом, что в середине полосы образован магнитный полюс.

Надо подносить к одному из полюсов магнитной стрелки поочередно оба конца стержня. Если один из концов оттолкнет полюс стрелки, значит, стержень намагничен

Опилки – маленькие магнитики – располагаются вдоль силовых линий магнитного поля.

Так как силовые линии магнитного поля «выходят» из северного и «входят» в южный полюс, то на всех рисунках в точках С и D расположены северные полюсы, а в точках А и В – южные.

Стрелка притянется к железу ближайшим к нему полюсом.

Не изменится, картон не влияет на поле магнита.

Окружить стрелку железным футляром.

Идти в направлении, которое показывает южный полюс магнитной стрелки.

Сказывается влияние магнитного поля Земли.

Подвесить пилку за середину на некрученой нитке. Если она намагничена, то будет вести себя как магнитная стрелка.

Вдоль магнитного меридиана.

Северный полюс ее будет направлен на запад.

а) к читателю; б) вниз; в) вверх; г) от читателя.

Ток направлен от А к В.

Для чего в некоторых приборах на полюсах сердечника электромагнита имеются медные напайки?

Соедините проводами детали, изображенные на рис. 107, так, чтобы можно было нажатием кнопки К привести звонок З в действие от аккумулятора А.

Как включить электрический звонок, чтобы при нажатии кнопки был слышен лишь один удар молоточка?

Электрический звонок, включенный последовательно с лампой 40 Вт, звонит слишком тихо. Какую другую лампу следует поставить: 25 Вт или 60 Вт?

Устройство рубильника показано на рис. 108. Составьте схему управления работой генератора постоянного тока с помощью автоматического рубильника и батареи аккумуляторов.

На рис. 109 изображена схема реле с качающимся якорем.Как действует это реле? Может ли оно применяться и при постоянном и при переменном управляющих токах?

Намагниченная спица разломана на мелкие и одинаковые по длине части. Какой из полученных обломков окажется намагниченным сильнее: находившийся ближе к концам или к середине спицы?

Можно ли намагнитить стальной стержень, если вдоль него водить одним полюсом магнита то в одном, то в противоположном направлении?

Из стального пера ученик решил изготовить стрелку компаса. Каким полюсом магнита следует намагничивать острый конец пера, чтобы на нем образовался северный полюс?

Из стального пера ученик решил изготовить стрелку компаса. Как следует намагничивать перо для получения наилучшего результата?

Одним и тем же магнитом можно намагнитить очень большое количество стальных палочек. За счет какой энергии происходит намагничивание этих палочек?

Если поднести несколько раз к часам сильный магнит, то показания часов станут неправильными. (Иногда только через несколько дней часы восстанавливают правильный ход.) Как можно объяснить это явление?

Чтобы якорь сразу после прекращения тока отрывался от сердечника электромагнита и не задерживался действием остаточной намагниченности.

Ту, у которой сопротивление нити меньше, т. е. лампу 60 Вт.

Все обломки будут намагничены одинаково.

Можно, только очень слабо.

Перо кладут на стол выпуклой стороной вверх. Затем на середину пера накладывают южный полюс магнита, который двигают от середины к острому концу пера. После этого магнит поворачивают и накладывают на середину пера северный полюс, двигая его к тупому концу пера. Такое поочередное намагничивание одного и другого концов пера проделывают несколько раз.

На концах будут южные полюса.

За счет энергии тела, которое удаляет магнит от палочки.

Стальная пружина и другие стальные детали часов намагничиваются, взаимодействуют друг с другом, вследствие чего правильный ход часов нарушается.

Два одинаковых термометра выставлены на солнце. Шарик одного из них закопчен, а другого — нет. Одинаковую ли температуру покажут термометры? Ответ поясните.

Ответ: термометры будут показывать разную температуру.

Объяснение: термометр, у которого шарик закопчён, покажет более высокую температуру, так как закопчённый шарик поглощает всё падающее на него излучение Солнца, а незакопчённый отражает большую часть падающего излучения.

Железный кубик, лежащий на гладкой горизонтальной поверхности, притягивается к северному полюсу постоянного полосового магнита, скользя по этой поверхности. Как движется кубик: равномерно, равноускоренно или с постоянно возрастающим по модулю ускорением? Ответ поясните.

Ответ: кубик движется с постоянно возрастающим по модулю ускорением.

Обоснование: так как сила притяжения со стороны полюса постоянного магнита возрастает по мере приближения железного кубика к полюсу, то согласно второму закону Ньютона ускорение кубика будет возрастать по мере его приближения к этому полюсу.

Отрезок однородной проволоки подвешен за середину. Изменится ли (и если изменится, то как) равновесие рычага, если левую половину сложить вдвое (см. рисунок)? Ответ поясните.

Объяснение: поскольку проволока однородная, масса обоих плеч рычага равна. Момент силы есть произведение модуля силы на длину плеча. Моменты сил тяжести при условии равновесия рычага равны. После сгибания проволоки длина левого плеча уменьшилась, следовательно, момент силы, действующей на левое плечо уменьшился. Таким образом, правое плечо окажется ниже левого плеча рычага.

В печах, ис­поль­зу­е­мых для отоп­ле­ния домов в сель­ской местности, для уда­ле­ния из топки дыма слу­жит труба (дымоход). При нор­маль­ном ре­жи­ме ра­бо­ты печи ча­сти­цы дыма «засасываются» в трубу и вы­ле­та­ют наружу, в атмосферу — труба «вытягивает» дым из печи. Будет ли кир­пич­ная печ­ная труба обес­пе­чи­вать луч­шую тягу, чем стальная? Теп­ло­про­вод­ность кир­пи­ча зна­чи­тель­но меньше, чем у стали. Ответ поясните.

2. Тяга воз­ни­ка­ет из-за того, что го­ря­чий воз­дух в трубе имеет мень­шую плотность, чем хо­лод­ный воз­дух во­круг печи. С его сто­ро­ны на го­ря­чий воз­дух дей­ству­ет вы­тал­ки­ва­ю­щая сила, обес­пе­чи­ва­ю­щая дви­же­ние воз­ду­ха по трубе, то есть «тягу». Чем мень­ше воз­дух за время подъёма по трубе будет охлаждаться, тем тяга будет лучше. По­это­му труба долж­на иметь как можно мень­шую теплопроводность, и кир­пич лучше стали.

Лодка плавает в небольшом бассейне. Как изменится уровень воды в бассейне, если из лодки осторожно опустить в бассейн большой камень? Ответ поясните.

Ответ: уровень воды понизится.

Объяснение: камень, лежащий на дне бассейна, вытесняет воду в объёме своего тела. Для камня, плавающего в лодке, вес вытесненной воды равен весу камня в воздухе. Учитывая, что плотность камня больше плотности воды, получаем, что в этом случае объём вытесненной воды будет больше объёма камня.

Запаянную с одного конца трубку опускают открытым концом в воду на половину длины трубки (см. рисунок). Что произойдёт с уровнем зашедшей в трубку воды после того, как атмосферное давление уменьшится? Ответ поясните.

Ответ: уровень воды в трубке понизится.

Объяснение: при уменьшении атмосферного давления, согласно закону Паскаля, часть воды должна выйти из трубки, чтобы суммарное давление воздуха в трубке и столбика воды уравновешивало уменьшившееся атмосферное давление.

Два бруска одинаковых размеров имеют одинаковую температуру +300 °С. Удельные теплоёмкости брусков и их плотности также одинаковы. Брусок 1 имеет большую теплопроводность, чем брусок 2. Какой из этих брусков быстрее охладится на воздухе, температура которого равна +20 °С? Ответ поясните.

Обоснование: так как массы, удельные теплоёмкости и начальные температуры брусков одинаковы, в них запасено одинаковое количество теплоты. Теплопроводность бруска 1 больше, чем теплопроводность бруска 2. Значит, брусок 1 быстрее передаёт энергию изнутри к воздуху. Следовательно, он быстрее охладится.

Две лампы, рас­счи­тан­ные на оди­на­ко­вое напряжение, но по­треб­ля­ю­щие различную мощность, вклю­че­ны в элек­три­че­скую сеть последовательно. Какая лампа будет горeть ярче? Ответ поясните.

Мощность лампы рассчитывается по формуле

Поскольку лампочки рассчитаны на одинаковое напряжение, чем больше номинальная мощность лампы, тем меньше её сопротивление. Через две лампы, включенные последовательно, будет протекать одинаковый ток, следовательно, мощность будет больше на той лампе, у которой сопротивление больше. Таким образом, лампа меньшей номинальной мощности, включенная последовательно с лампой большей номинальной мощности, будет гореть ярче.

Маленькую мо­дель лодки, пла­ва­ю­щую в банке с водой, пе­ре­ме­сти­ли с Земли на Луну. Из­ме­нит­ся ли при этом (и если изменится, то как) глу­би­на по­гру­же­ния (осадка) лодки? Ответ поясните.

1. Не изменится.

2. Лодка по­гру­жа­ет­ся в воду до тех пор, пока вы­тал­ки­ва­ю­щая сила, дей­ству­ю­щая на лодку со сто­ро­ны воды, не урав­но­ве­сит силу тяжести. Глу­би­на по­гру­же­ния (осадка) лодки опре­де­ля­ет­ся вы­пол­не­ни­ем условия: Fтяж = Fвыт (1). Уско­ре­ние сво­бод­но­го па­де­ния на Луне меньше, чем на Земле. Но по­сколь­ку обе силы прямо про­пор­ци­о­наль­ны уско­ре­нию сво­бод­но­го падения, то обе силы Fтяж и Fвыт умень­шат­ся в оди­на­ко­вое число раз, и ра­вен­ство (1) не нарушится.

На белой бумаге написано красными чернилами слово. Через стекло какого цвета не удастся прочесть написанное? Ответ поясните.

Ответ: написанное красными чернилами слово не удастся прочесть через стекло красного цвета (того же цвета, что и цвет чернил).

Объяснение: красные чернила поглощают свет всех цветов, кроме красного, а красный свет отражают. Белая бумага отражает лучи всех цветов, но красное стекло поглощает весь свет, кроме красного. В глаза попадут одинаковые лучи и от чернил, и от бумаги, поэтому слово будет неразличимо.

На га­зо­вую плиту с оди­на­ко­вы­ми горелками, включёнными на пол­ную мощность, по­ста­ви­ли две оди­на­ко­вые кастрюли, за­пол­нен­ные водой, — одну открытую, а дру­гую за­кры­тую крышкой. Какая из них за­ки­пит быстрее? Ответ поясните.

1. Та, ко­то­рая за­кры­та крышкой.

2. В от­кры­той ка­стрю­ле вода испаряется, и её пары по­ки­да­ют кастрюлю, унося с собой теп­ло­ту испарения. Вслед­ствие ис­па­ре­ния вода охлаждается. Часть энер­гии го­ре­ния рас­хо­ду­ет­ся на ком­пен­са­цию этого хлаждения, а осталь­ная часть — на на­гре­ва­ние воды. В за­кры­той ка­стрю­ле вода ис­па­ря­ет­ся и вслед­ствие этого охлаждается, а пар конденсируется: в остав­шу­ю­ся воду, на крыш­ке и на стен­ках кастрюли. Энергия, выде­ля­ю­ща­я­ся при кон­ден­са­ции пара, пре­пят­ству­ет охла­жде­нию воды, по­это­му го­рел­ка на­гре­ва­ет воду быстрее.

В двух закрытых сосудах одинакового объёма находится одинаковое количество молекул одного и того же газа. Сосуд 1 размещён в тёплом помещении, сосуд 2 — в холодном. В каком из сосудов давление газа больше? Ответ поясните.

Обоснование: давление газа зависит от числа соударений молекул газа о стенки сосуда в единицу времени. Число соударений молекул зависит от скорости хаотического движения молекул, которая, в свою очередь, зависит от температуры — с увеличением температуры скорость хаотичного (теплового) движения молекул газа увеличивается. Так как температура газа в тёплом помещении больше температуры газа в холодном помещении, то и скорость молекул, и давление газа в первом сосуде, размещённом в тёплом помещении, будут больше.

Один из двух одинаковых сплошных деревянных брусков плавает в воде, другой — в керосине. Сравните выталкивающие силы, действующие на бруски. Ответ поясните.

Ответ: выталкивающие силы одинаковы.

Объяснение: выталкивающая сила, действующая на тело, плавающее в жидкости, уравновешивает силу тяжести. Поскольку в обеих жидкостях (в воде и керосине) бруски плавают, то выталкивающие силы, уравновешивающие одну и ту же силу тяжести, будут равны.

Алюминиевый и стальной шары имеют одинаковую массу. Какой из них легче поднять в воде? Ответ поясните.

Ответ: алюминиевый шар поднять легче.

Объяснение: легче поднять тот шар, на который действует большая сила Архимеда. Плотность стали больше плотности алюминия, следовательно, при равной массе объем алюминиевого шара больше. Сила Архимеда прямо пропорциональна объему погруженного тела, поэтому на алюминиевый шар будет действовать большая сила Архимеда.

Может ли вес тела, ле­жа­ще­го на го­ри­зон­таль­ной плоскости, быть мень­ше силы тяжести, дей­ству­ю­щей на это тело? Ответ поясните.

1. Ответ. Да

Вес — это сила, с которой тело действует на опору или растягивает подвес. Например, если тело вместе с опорой дви­жет­ся с ускорением, на­прав­лен­ным вниз, то вес тела будет мень­ше силы тяжести, дей­ству­ю­щей на это тело. Вес также можно изменить путём изменения плотности окружающей среды, увеличив силу Архимеда. Можно подтягивать тело вверх за счёт различных полей (электрического, магнитного).

Два одинаковых латунных шарика падают с одной и той же высоты. Первый шарик упал в песок и остановился, а второй, ударившись о камень, отскочил и был пойман рукой на некоторой высоте. Внутренняя энергия какого шарика изменилась на большую величину? Ответ поясните.

Ответ: на большую величину изменилась внутренняя энергия первого шарика.

Объяснение: первый шарик, упав на песок, остановился; следовательно, изменение его внутренней энергии равно его начальной механической энергии, поскольку вся механическая энергия превратилась во внутреннюю энергию шарика и песка. Второй шарик отскочил и поднялся на некоторую высоту; следовательно, изменение его внутренней энергии равно разности его начальной и конечной потенциальной энергии.

Может ли при каких-либо условиях двояковыпуклая стеклянная линза рассеивать падающий на неё параллельный световой пучок? Ответ поясните.

Обоснование: если показатель преломления среды, в которой находится двояковыпуклая линза, больше, чем показатель преломления материала линзы, то линза будет рассеивать падающий на неё параллельный световой пучок. Поэтому если двояковыпуклую стеклянную линзу погрузить в жидкость с показателем преломления большим, чем у стекла, то такая линза будет рассеивающей.

Из какого материала — стали или дерева — следует строить научно-исследовательские суда для изучения магнитного поля Земли? Ответ поясните.

Ответ: из дерева.

Обоснование: суда для изучения магнитного поля следует строить из немагнитных материалов. Стальные детали судна, намагничиваясь, могут своим магнитным полем помешать точным измерениям магнитного поля Земли.

Капля маслянистой жидкости попадает на поверхность воды и растекается, образуя тонкую плёнку. Обязательно ли эта плёнка закроет всю поверхность воды? Ответ поясните.

Ответ: не обязательно. Масляная плёнка может не закрыть всю поверхность воды.

Объяснение: тонкая плёнка будет растекаться по поверхности воды только до определённых пределов, так как толщина плёнки не может быть меньше диаметра молекул масляной жидкости. Если площадь поверхности воды больше максимально возможного размера масляного пятна, то плёнка не закроет всю поверхность воды, если меньше, то закроет.

Можно ли услышать грохот мощных процессов, происходящих на Солнце? Ответ поясните.

Ответ: нет, нельзя.

Обоснование: звуковые волны могут передаваться только в среде (газах, жидкостях, твёрдых телах) и не передаются через вакуум. Пространство между Землёй и Солнцем заполнено вакуумом.

Автомобиль дви­жет­ся по по­во­ро­ту дороги. Оди­на­ко­вые ли пути про­хо­дят пра­вые и левые колёса автомобиля? Ответ поясните.

1. Пра­вые и левые колёса ав­то­мо­би­ля проходят раз­ные пути.

2. Пра­вые и левые колёса ав­то­мо­би­ля движутся по кон­цен­три­че­ским окружностям. Боль­ший путь про­хо­дят колёса, на­хо­дя­щи­е­ся дальше от цен­тра окружностей.

Камень лежит на дне сосуда, пол­но­стью погружённый в воду (см. рисунок). Из­ме­нит­ся ли (и если изменится, то как) дав­ле­ние камня на дно, если в воду до­ба­вить по­ва­рен­ную соль? Ответ поясните.

Давление камня на дно можно рассчитать по следующей формуле:

где Fтяж — сила тяжести, действующая на камень, FА — сила Архимеда, действующая на камень, S — площадь поверхности камня, которой он опирается на дно.

При добавлении соли в воду, ее плотность увеличится, следовательно, увеличится и действующая на камень сила Архимеда, которая определяется по формуле:

где ρ — плотность воды, V — объем камня, g — ускорение свободного падения. Так как, объем камня и ускорение свободного падения не изменятся, а плотность воды увеличится, то сила Архимеда, действующая на камень возрастет. Сила тяжести, действующая на камень также не изменится, так как не меняется масса камня. Таким образом, разность силы тяжести и силы Архимеда станет меньше, и давление камня на дно уменьшится.

Ответ: давление камня на дно уменьшится.

Два сплош­ных брус­ка из­го­тов­ле­ны из раз­лич­ных материалов: бру­сок 1 — из ма­те­ри­а­ла плот­но­стью ρ , бру­сок 2 — из ма­те­ри­а­ла плот­но­стью 2ρ . Объёмы брус­ков одинаковы. Бруски, закреплённые на нитях, урав­но­ве­ше­ны на ры­чаж­ных весах. На­ру­шит­ся ли рав­но­ве­сие весов, если, не сни­мая брус­ки с весов, опу­стить их в жид­кость плот­но­стью ρ/2 ? Ответ поясните.

2. Так как по усло­вию за­да­чи брус­ки имеют оди­на­ко­вые объёмы и раз­лич­ные плотности, то массы таких брус­ков различны. Урав­но­ве­сить такие тела можно толь­ко на раз­но­плеч­ных весах. На бруски, не по­гру­жен­ные в жидкость, дей­ству­ют сила тяжести, на­прав­лен­ная вер­ти­каль­но вниз, и сила на­тя­же­ния нити, на­прав­лен­ная вер­ти­каль­но вверх.

Так как плот­ность жид­ко­сти мень­ше плот­но­сти лю­бо­го из брусков, брус­ки будут пол­но­стью по­гру­же­ны в жидкость. На тело, погружённое в жидкость, будет дей­ство­вать сила тяжести, на­прав­лен­ная вер­ти­каль­но вниз, сила на­тя­же­ния нити и ар­хи­ме­до­ва сила, на­прав­лен­ные вер­ти­каль­но вверх. Так как объёмы тел одинаковы, то силы Архимеда, дей­ству­ю­щие на эти тела, погружённые в оди­на­ко­вую жидкость, также одинаковы. Оди­на­ко­вые ар­хи­ме­до­вы силы будут со­зда­вать раз­лич­ные мо­мен­ты сил от­но­си­тель­но точки креп­ле­ния ры­ча­га весов, а для рав­но­ве­сия ры­чаж­ных весов не­об­хо­ди­мо вы­пол­не­ние усло­вия ра­вен­ства мо­мен­тов сил. Следовательно, рав­но­ве­сие весов на­ру­шит­ся — вто­рой бру­сок перевесит.

Прямая рейка освещается солнечными лучами. При этом на вертикальной стене видна её тень. Может ли линейный размер тени быть больше, чем линейный размер рейки? Ответ поясните и проиллюстрируйте рисунком.

Обоснование: световые лучи распространяются прямолинейно. Поэтому рейка, тень на стене и идущие через концы рейки лучи образуют трапецию. Для того чтобы линейный размер тени был больше, чем линейный размер рейки, нужно, чтобы одна боковая сторона этой трапеции (тень) была больше другой стороны (рейки). Пример расположения рейки, световых лучей и стены, отвечающий этому требованию, показан на рисунке.

Какой автомобиль — грузовой или легковой — должен иметь более сильные тормоза? Ответ поясните.

Ответ: более сильные тормоза должен иметь грузовой автомобиль.

Обоснование: масса грузового автомобиля больше, чем масса легкового автомобиля, следовательно, при одинаковых значениях скорости грузовой автомобиль обладает большей кинетической энергией, чем легковой, и для его остановки должна быть совершена большая работа. Соответственно, при одинаковом тормозном пути сила, вызывающая торможение, для грузового автомобиля должна быть больше, чем для легкового.

Кольцо из медной проволоки быстро вращается между полюсами сильного магнита (см. рисунок). Будет ли происходить нагревание кольца? Ответ поясните.

Объяснение: при вращении замкнутого контура из проводника в постоянном магнитном поле будет изменяться магнитный поток через этот контур. При изменении магнитного потока по закону Фарадея будет возникать ЭДС индукции. Поскольку контур замкнутый, в нём будет протекать ток индукции, который будет оказывать тепловое действие.

Из вер­ши­ны про­во­лоч­но­го квад­рат­но­го кон­ту­ра со сто­ро­ной 6 м вы­пол­за­ет ма­лень­кий жук, рав­но­мер­но пе­ре­ме­ща­ясь по про­во­ло­ке со ско­ро­стью 6 см/мин. Можно ли по ис­те­че­нии по­лу­ча­са счи­тать тра­ек­то­рию дви­же­ния жука прямолинейной? Ответ поясните.

2. Траекторией называется линия, которую описывает материальная точка при своём движении. В данном случае, при равномерном движении жука со скоростью 6 см/мин = 0,001 м/с, за полчаса (1800 с) жук проползет 1,8 м, то есть он преодолеет лишь часть длины одной стороны квадратного контура. Значит, траектория движения жука будет представлять собой прямолинейный участок.

Какая доска на ощупь ка­жет­ся более холодной: сухая или влажная, если их тем­пе­ра­ту­ра оди­на­ко­ва и равна комнатной? Ответ поясните.

2. Ощу­ще­ние тепла или хо­ло­да опре­де­ля­ет­ся ко­ли­че­ством теплоты, пе­ре­дан­ной еди­ни­це по­верх­но­сти кожи в еди­ни­цу времени. По­сколь­ку теп­ло­про­вод­ность воды больше, чем воздуха, влаж­ная доска будет ка­зать­ся хо­лод­нее сухой.

Камень лежит на дне сосуда, пол­но­стью погружённый в воду (см. рисунок). Из­ме­нит­ся ли (и если изменится, то как) сила дав­ле­ния камня на дно, если в воду до­ба­вить поваренную соль? Ответ поясните.

Силу давления камня на дно можно рас­счи­тать по сле­ду­ю­щей формуле:

где Fтяж — сила тяжести, дей­ству­ю­щая на камень, FА — сила Архимеда, дей­ству­ю­щая на камень.

При до­бав­ле­нии соли в воду её плот­ность увеличится, сле­до­ва­тель­но, увеличится и дей­ству­ю­щая на ка­мень сила Архимеда, ко­то­рая определяется по формуле:

где ρ — плот­ность воды, V — объём камня, g — уско­ре­ние свободного падения. Так как объём камня и уско­ре­ние свободного па­де­ния не изменятся, а плот­ность воды увеличится, то сила Архимеда, дей­ству­ю­щая на ка­мень, возрастёт. Сила тяжести, дей­ству­ю­щая на ка­мень, также не изменится, так как не ме­ня­ет­ся масса камня. Таким образом, раз­ность силы тя­же­сти и силы Ар­хи­ме­да станет меньше, и сила дав­ле­ния камня на дно уменьшится.

Ответ: сила дав­ле­ния камня на дно уменьшится.

Изменится ли (и если изменится, то как) вы­тал­ки­ва­ю­щая сила, дей­ству­ю­щая на пла­ва­ю­щий в ке­ро­си­не де­ре­вян­ный брусок, если бру­сок пе­ре­ме­стить из ке­ро­си­на в воду? Ответ поясните.

Ответ: вы­тал­ки­ва­ю­щая сила не изменится.

Объяснение: вы­тал­ки­ва­ю­щая сила, дей­ству­ю­щая на пла­ва­ю­щее в жид­ко­сти тело, урав­но­ве­ши­ва­ет силу тяжести. Де­ре­вян­ный брусок, пла­ва­ю­щий в керосине, тем более не уто­нет в воде, так как плот­ность воды боль­ше плот­но­сти керосина. В воде и ке­ро­си­не вы­тал­ки­ва­ю­щие силы урав­но­ве­ши­ва­ют одну и ту же силу тяжести, но при этом изменяется объём погруженной части бруска.

На стол по­ста­ви­ли две оди­на­ко­вые кастрюли, за­пол­нен­ные водой, доведённой на плите до кипения, — одну открытую, а дру­гую за­кры­тую крышкой. Какая из них осты­нет быстрее? Ответ поясните.

2. В от­кры­той ка­стрю­ле вода испаряется, и её пары по­ки­да­ют кастрюлю, унося с собой теп­ло­ту испарения. Вслед­ствие ис­па­ре­ния вода охлаждается. В кастрюле, за­кры­той крышкой, вода охла­жда­ет­ся при испарении, а пар конденсируется: в остав­шу­ю­ся воду, на крыш­ке и стен­ках кастрюли. Энергия, вы­де­ля­ю­ща­я­ся при кон­ден­са­ции пара, пре­пят­ству­ет охла­жде­нию воды, по­это­му в за­кры­той ка­стрю­ле вода осты­ва­ет медленнее, чем

Куда следует поместить лед, с помощью которого необходимо быстро охладить закрытый сосуд, полностью заполненный горячей жидкостью — положить сверху на сосуд или поставить сосуд на лед? Ответ поясните.

Ответ: необходимо поместить лед на крышку сосуда.

Обоснование: если поместить лед сверху, то охлаждение сосуда с содержимым будет идти наиболее быстро. Охлажденные верхние слои жидкости в сосуде будут опускаться, заменяясь теплой жидкостью, поднимающейся снизу, пока не охладится вся жидкость в сосуде. С другой стороны, охлажденный воздух вокруг льда также будет опускаться вниз и дополнительно охлаждать сосуд.

Незаряженный проводящий легкий шарик висит на шелковой нити между заряженным кондуктором электрофорной машины и незаряженной проводящей пластиной. Что произойдет, если к шарику приблизить кондуктор электрофорной машины? Ответ поясните.

Ответ: шарик придет в колебательное движение.

Объяснение: при при­бли­жении к ша­ри­ку кон­дук­тора элек­тро­фор­ной ма­ши­ны в шарике возникает индуцированный заряд: одноимённый с кондуктором заряд на дальней от кондуктора стороне шарика и разноимённый — на ближней. Шарик начнёт притягиваться к кондуктору и соприкоснётся с ним. После соприкосновения шарик получит электрический заряд и оттолкнётся от кондуктора. Прикоснувшись к проводящей пластине, шарик передаст ей большую часть заряда и качнётся назад. Затем он опять коснётся кондуктора электрофорной машины, и процесс повторится.

К не­за­ря­жен­но­му ша­ри­ку элек­тро­мет­ра под­но­сят ди­элек­три­че­скую (эбонитовую) за­ря­жен­ную палочку, в ре­зуль­та­те чего стрел­ка элек­тро­мет­ра отклоняется. Произойдёт ли ещё более за­мет­ное от­кло­не­ние стрел­ки электрометра, если этой па­лоч­кой кос­нуть­ся ша­ри­ка электрометра? Ответ поясните.

2. Так как па­лоч­ка диэлектрическая, то заряд не может пе­ре­те­кать с од­но­го её конца на другой, а затем на шарик электрометра. По­это­му при ка­са­нии за­ря­жен­ной эбо­ни­то­вой па­лоч­ки ша­ри­ка элек­тро­мет­ра не произойдёт ещё более за­мет­но­го от­кло­не­ния стрелки.

Имеются де­ре­вян­ный и ме­тал­ли­че­ский ша­ри­ки оди­на­ко­во­го объёма. Какой из ша­ри­ков в 40-градусную жару на ощупь ка­жет­ся холоднее? Ответ поясните.

1. Де­ре­вян­ный шарик в со­ро­ко­гра­дус­ную жару на ощупь ка­жет­ся холоднее.

2. Теп­ло­про­вод­ность ме­тал­ли­че­ско­го ша­ри­ка боль­ше теп­ло­про­вод­но­сти деревянного. Теп­ло­от­вод от ме­тал­ли­че­ско­го ша­ри­ка к более хо­лод­но­му паль­цу про­ис­хо­дит интенсивнее, это создаёт ощу­ще­ние более го­ря­че­го тела.

Что обжигает кожу сильнее: вода или водяной пар одинаковой массы при одной и той же температуре? Ответ поясните.

Ответ: водяной пар обжигает сильнее.

Объяснение: поверхность кожи при кратковременном контакте с водой получает энергию только за счёт охлаждения тонкого слоя воды в зоне контакта. Если же на кожу попадет пар, то энергия выделяется как при конденсации пара, так и при охлаждении образовавшейся на коже воды. И хотя масса образовавшейся воды может быть невелика, процесс конденсации сопровождается выделением большого количества теплоты, что и вызывает более сильный ожог.

Два уче­ни­ка одновременно из­ме­ря­ли атмосферное дав­ле­ние с по­мо­щью барометра: один, на­хо­дясь в школь­ном дворе под от­кры­тым небом, дру­гой — в ка­би­не­те физики на пятом этаже. Оди­на­ко­вы­ми ли будут по­ка­за­ния барометров? Если нет, то какой ба­ро­метр покажет боль­шее значение ат­мо­сфер­но­го давления? Ответ поясните.

1. Разными. Барометр, на­хо­дя­щий­ся в школь­ном дворе, по­ка­жет большее значение.

2. Зна­че­ние атмосферного дав­ле­ния уменьшается при уве­ли­че­нии высоты от­но­си­тель­но поверхности земли. Следовательно, ат­мо­сфер­ное давление в ка­би­не­те на пятом этаже меньше, чем в школь­ном дворе.

На вертикально расположенной доске закреплена электрическая схема (см. рисунок), состоящая из источника тока, лампы, упругой стальной пластины АВ. К одному концу пластины подвесили гирю, из-за чего пластина изогнулась и разомкнула цепь. Что будет наблюдаться в электрической цепи, когда доска начнет свободно падать? Ответ поясните.

Ответ: цепь замкнётся и лампа загорится.

Объяснение: когда доска начнёт свободно падать, то наступит состояние, близкое к состоянию невесомости. Гиря практически станет невесомой и перестанет действовать на пластину, пластина постепенно выпрямится и замкнёт цепь.

Конец маг­нит­ной стрелки при­тя­нул­ся к од­но­му из кон­цов стального стержня. Можно ли сде­лать вывод о том, что из­на­чаль­но стержень был намагничен? Ответ поясните.

2. Маг­нит­ная стрелка при­тя­ги­ва­ет­ся к концу сталь­но­го стержня и тогда, когда стер­жень намагничен и полюс этого конца стерж­ня противоположен по­лю­су конца маг­нит­ной стрелки, и тогда, когда стер­жень не намагничен. В этом слу­чае стержень на­маг­ни­чи­ва­ет­ся в маг­нит­ном поле стрел­ки и полюс бли­жай­ше­го к стрел­ке конца стерж­ня противоположен по­лю­су конца стрелки.

К не­за­ря­жен­но­му ша­ри­ку элек­тро­мет­ра под­но­сят ме­тал­ли­че­скую за­ря­жен­ную палочку, в ре­зуль­та­те чего стрел­ка элек­тро­мет­ра отклоняется. Произойдёт ли ещё более за­мет­ное от­кло­не­ние стрел­ки электрометра, если кос­нуть­ся этой па­лоч­кой ша­ри­ка электрометра? Ответ поясните.

2. Так как па­лоч­ка металлическая, то заряд может пе­ре­те­кать с од­но­го её конца на другой, а затем на шарик электрометра. По­это­му при ка­са­нии за­ря­жен­ной ме­тал­ли­че­ской па­лоч­ки ша­ри­ка элек­тро­мет­ра произойдёт ещё более за­мет­ное от­кло­не­ние стрелки.