Задание 21 ЕГЭ по физике · C57816
Движение заряженного тела между пластинами
Две параллельные металлические пластины, расположенные горизонтально, подключены к электрической схеме, приведённой на рисунке. Между пластинами находится в равновесии маленькое заряженное тело массой m
и зарядом q. Электростатическое поле между пластинами считать однородным. Опираясь на законы механики и электродинамики, объясните, как и в каком направлении начнёт двигаться тело, если сдвинуть ползунок реостата вправо.
и зарядом q. Электростатическое поле между пластинами считать однородным. Опираясь на законы механики и электродинамики, объясните, как и в каком направлении начнёт двигаться тело, если сдвинуть ползунок реостата вправо.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
В первоначальном состоянии тело покоится, поэтому электрическая сила уравновешивает силу тяжести. Электрическая сила направлена вверх:
Fэл=mg
Для однородного поля между пластинами напряжённость связана с напряжением формулой:
E=Ud
При сдвигании ползунка реостата вправо сопротивление внешней цепи уменьшается. Сила тока возрастает, вследствие чего увеличивается напряжение на параллельно подключённых пластинах.
Rреостата↓⇒I↑⇒U↑
Расстояние между пластинами не меняется, поэтому увеличение напряжения приводит к увеличению напряжённости электрического поля и модуля электрической силы.
U↑⇒E↑⇒Fэл=∣q∣E↑
После изменения положения ползунка электрическая сила становится больше силы тяжести. Равнодействующая сил направлена вверх, поэтому тело начнёт двигаться вверх с ускорением.
Fэл>mg⇒Fрез↑
Fэл=mg
Для однородного поля между пластинами напряжённость связана с напряжением формулой:
E=Ud
При сдвигании ползунка реостата вправо сопротивление внешней цепи уменьшается. Сила тока возрастает, вследствие чего увеличивается напряжение на параллельно подключённых пластинах.
Rреостата↓⇒I↑⇒U↑
Расстояние между пластинами не меняется, поэтому увеличение напряжения приводит к увеличению напряжённости электрического поля и модуля электрической силы.
U↑⇒E↑⇒Fэл=∣q∣E↑
После изменения положения ползунка электрическая сила становится больше силы тяжести. Равнодействующая сил направлена вверх, поэтому тело начнёт двигаться вверх с ускорением.
Fэл>mg⇒Fрез↑
Пример ответа
При перемещении ползунка вправо сопротивление реостата уменьшается, напряжение между пластинами и напряжённость поля увеличиваются. Электрическая сила, первоначально равная силе тяжести, становится больше неё, поэтому тело начнёт двигаться вверх.
Источник: Открытый банк ФИПИ C57816
Похожие задания
21В опыте по изучению фотоэффекта катод освещается зелёным светом, в результате чего в цепи возникает ток (рис.…Изменение фототока при фиолетовом свете · 00B1EF21Пластины большого по размерам плоского конденсатора расположены горизонтально на расстоянии d = 2 см друг от…Равновесие капли в конденсаторе · 075D3921К колебательному контуру подсоединили источник тока, на клеммах которого напряжение гармонически меняется с…Зависимость тока от индуктивности · 0A303921На рисунке 1 приведена зависимость внутренней энергии U 1 моль идеального одноатомного газа от его давления р…Переход из координат U–p в p–V · 0A953321Линзу удерживают на расстоянии 3 см от тетрадного листа с клетками, на котором нарисованы направленные в одну…Определение фокусного расстояния линзы · 0B795A21Батарея из четырёх конденсаторов электроёмкостью С1 = 2С, С2 = С, С3 = 4С и С4 = 2С подключена к источнику…Энергия батареи конденсаторов · 0C59AA
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.