Областная олимпиада по физике 2015, 11 класс, теоретический тур

Задача №1. Гибкий однородный жгут

$AB$ (показан на рисунке жирней линией) положен на гладкую трубу с круглым сечением, перпендикулярно трубе. Жгут придерживают за левый конец

$A$ в положении, задаваемым углом

$\alpha=15^{\circ}$ (линия

$BD$ — диаметр трубы). Затем конец

$A$ отпускают, и шнур начинает скользить по трубе. Найдите ускорение правого конца шнура

$(B)$ в момент, когда левый конец

$(A)$ достигнет вершины трубы

$(C)$ . Ускорение свободного падения принять равным

$10$ м/с

$^2$ . (8 баллов)

комментарий/решение

Задача №2. К «мостику» из конденсаторов (см. рисунок) подключили батарейку напряжением

$U_0$ , затем ее отключили, а между точками

$\text{А}$ и

$\text{Б}$ включили катушку индуктивностью

$L$ . Найдите максимальный ток через катушку. Найдите также полный заряд, протекший через катушку, и выделившееся в ней количество теплоты. Сопротивление соединительных проводов очень мало, сопротивление провода, которым намотана катушка, считать небольшим. (9 баллов)

комментарий/решение

Задача №3. Проводник сечение, которого

$0,64$ мм

$^2$ изготовлен из железа. По нему течет ток

$24$ A. Определить среднюю скорость направленного движения электронов, считая, что число свободных электронов

$n_{0}$ в единице объема равно числу атомов

$n_{0}'$ в единице объема проводника. Плотность железа

$7,8$ г/см

$^3$ , молярная масса железа

$56$ г/моль, заряд электрона равен

$e=1,6\cdot 10^{-19}$ Кл, число Авогадро

$6,02\cdot 10^{23}$ моль

$^{-1}$ . (7 баллов)
комментарий/решение(1)

Задача №4. На рисунке показана схема эксперимента, где измеряют постоянную Планка. В этом эксперименте катод

$\text{К}$ вакуумного фотоэлемента освещается монохроматическим светом. При длине волны излучения

$6200$

$\acute{A}$ (

$1 \acute{A}=10^{-10}$ м) ток фотоэлектронов прекращается, если между катодом и анодом включить задерживающее напряжение

$U$ , не меньшее определенной величины. При увеличении длины волны на

$25\%$ задерживающее напряжение оказалось на

$\Delta U=0,4$ В меньше. Определите по этим данным величину постоянной Планка. Скорость света в вакууме

$c=3\cdot 10^8$ м/с, заряд электрона

$e=1,6\cdot 10^{-19}$ Кл. (6 баллов)

комментарий/решение