ЕГЭ 2017. Физика. Демидова М. Ю. 30 вариантов. Вариант 5. Решение

ЕГЭ 2017. Физика. Демидова М. Ю. 30 вариантов. Вариант 5. Решение

Задание 1. На рисунке приведён график зависимости проекции скорости тела vx от времени t.

Какой путь прошло это тело в интервале времени от 10 до 15 с?

Решение.

В интервале времени от 10 до 15 с имеем линейный график скорости, то есть тело двигалось с постоянным ускорением. Величина ускорения равна  м/с2. Используя формулу равноускоренного движения

,

получаем (при  см. график), что пройденный путь равен

 метров.

Ответ: 25.

Задание 2. Брусок массой m = 2 кг положили на шероховатую наклонную опору (см. рисунок). На него действуют три силы: сила тяжести mg, сила нормальной реакции опоры N и сила трения Fтр. Чему равен модуль равнодействующей сил Fтр и N, если брусок покоится?

Решение.

Так как брусок покоится, то равнодействующая всех трех сил, действующих на брусок, равна 0, то есть

,

откуда равнодействующая силы трения и реакции опоры, равна

,

а ее модуль

 Н.

Ответ: 20.

Задание 3. Шарик массой 200 г падает с высоты 20 м с начальной скоростью, равной нулю. Какова его кинетическая энергия в момент перед ударом о землю, если потеря энергии за счёт сопротивления воздуха составила 4 Дж?

Решение.

На высоте 20 м шарик массой 0,2 кг имеет потенциальную энергию, равную

 Дж.

Непосредственно перед ударом о землю вся потенциальная энергия переходит в кинетическую (без учета сопротивления воздуха), то есть

,

но так как воздух уменьшил энергию на 4 Дж, то получаем

 Дж.

Ответ: 36.

Задание 4. Тело массой 0,3 кг подвешено к невесомому рычагу так, как показано на рисунке. Груз какой массы надо подвесить к третьей метке в правой части рычага для достижения равновесия?

Решение.

Чтобы рейка оставалась в равновесном состоянии момент силы первого плеча (левого)  должен быть равен моменту силы второго плеча . Из рисунка видно, что , а сила  Н. Тогда вторая сила будет равна

Вторая сила также является силой тяжести и равна

,

откуда масса второго груза, равна

 кг

что составляет 400 грамм.

Ответ: 0,4

Задание 5. Автомобиль массой 2 т проезжает верхнюю точку выпуклого моста, радиус кривизны которого равен 40 м, со скоростью 36 км/ч. Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения, характеризующие движение автомобиля в этот момент времени, и укажите их номера.

1) Равнодействующая сила, действующая на автомобиль, направлена вертикально вниз и перпендикулярна скорости автомобиля.

2) Сила, с которой мост действует на автомобиль, меньше 20 000 Н и направлена вертикально вверх.

3) Вес автомобиля равен 25 000 Н.

4) Центростремительное ускорение автомобиля равно 32,4 м/с2.

5) Вес автомобиля направлен вертикально вверх.

Решение.

1) В верхней точке моста на автомобиль действует сила тяжести mg и центростремительная сила Fц, направленная вертикально вниз. Результирующая сила равна сумме этих сил и направлена вертикально вниз:

.

2) В верхней точке моста сила N, с которой автомобиль давит на мост, определяется силой тяжести mg, направленной вверх, и центростремительной силой Fц, направленной вниз:

,

где  - центростремительное ускорение. Отсюда находим, что

.

Таким образом, грузовик давит на мост с силой (здесь учтено, что 36 км/ч = 10 м/с):

3) Вес 2 т – это 2000 кг, соответственно, сила, с которой грузовик давит на поверхность, равна  Н.

4) Центростремительное ускорение определяется по формуле  и равно

 м/с2.

5) Вес автомобиля направлен к земле, то есть вертикально вниз.

Ответ: 12.

Задание 6. Камень брошен вверх под углом к горизонту. Сопротивление воздуха пренебрежимо мало. Как меняются модуль ускорения камня и его потенциальная энергия в поле тяжести при движении камня вниз?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

Решение.

Для вертикальной проекции камня при его падении с максимальной высоты, имеем

,

где g – ускорение свободного падения; y0 – максимальная высота подъема. Из этой формулы видно, что модуль ускорения g для камня остается неизменным, а его потенциальная энергия, равная  будет уменьшаться, так как уменьшается высота y.

Ответ: 32.

Задание 7. После удара шайба массой m начала скользить со скоростью v0 вверх по плоскости, установленной под углом а к горизонту (см. рисунок). Переместившись вдоль оси Ох на некоторое расстояние, шайба соскользнула в исходное положение. Коэффициент трения шайбы о плоскость равен µ.

Установите соответствие между формулами и физическими величинами, значение которых можно рассчитать по этим формулам.

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Решение.

На рисунке ниже показаны силы, действующие на тело, при его движении по наклонной плоскости.

Равнодействующая сила, действующая на тело, движущееся вверх по наклонной плоскости, складывается из трех сил: силы тяжести, силы реакции опоры и силы трения. Проекция этих трех сил на ось Ox дает:

,

Сила трения равна проекции силы тяжести на ось Oy, умноженная на коэффициент трения µ:

,

и для равнодействующей силы можно записать

А) Из приведенных ранее выкладок видно, что ускорение равно  - ответ под номером 4.

Б) Модуль силы трения – это , что соответствует формуле под номером 2.

Ответ: 42.

Задание 8. В сосуде содержится аргон, абсолютная температура которого равна 300 К. Концентрацию аргона уменьшили в 2 раза, при этом его давление увеличилось в 1,5 раза. Определите установившуюся абсолютную температуру газа.

Решение.

В соответствии с уравнением Менделеева-Клайперона можно записать, что

.

Будем определять концентрацию газа как , где N – число молекул газа в объеме V. Тогда  и формула Менделеева-Клайперона примет вид:

,

откуда

.

Последняя формула показывает, что если концентрацию уменьшить в 2 раза, то есть взять n/2, а давление увеличить в 1,5 раза, то есть 1,5p, то температура

изменится в 3 раза и будет равна

 К.

Ответ: 900.

Задание 9. Два моля гелия участвуют в процессе 1-2, график которого показан рисунке. Какую работу совершил газ в этом процессе?

Решение.

Для изобарного процесса (p=const), работа, которую совершает газ, равна

.

Из рисунка видим, что  Па, а  л или  м3, следовательно, работа равна

 Дж,

что составляет 4 кДж.

Ответ: 4.

Задание 10. В керамическую чашечку (тигель) опустили электрический термометр и насыпали опилки олова. После этого тигель поместили в печь. Диаграмма изменения температуры олова с течением времени показана на рисунке. Печь при постоянном нагреве передавала олову в минуту в среднем количество теплоты, равное 500 Дж. Какое количество теплоты потребовало плавление олова?

Решение.

При плавлении олова, оно сначала нагревается до температуры плавления (первая линия на графике), затем идет поглощение теплоты для разрушения кристаллов материала и перевода его в жидкое состояние. При этом температура вещества остается неизменной (вторая линия на рисунке – горизонтальная). Таким образом, процесс плавления начинался с 1-й минуты и длился до 4-й минуты, то есть время плавления составило 4-1=3 минуты, за которое было передано

 Дж

теплоты.

Задание 11. При переводе идеального газа из состояния 1 в состояние 2 концентрация молекул n пропорциональна давлению р (см. рисунок). Масса газа в процессе остаётся постоянной. Из приведённого ниже списка выберите два правильных утверждения, характеризующие процесс 1-2, и укажите их номера.

1) Средняя кинетическая энергия теплового движения молекул газа остаётся неизменной.

2) Плотность газа уменьшается.

3) Абсолютная температура газа увеличивается.

4) Происходит изотермическое сжатие газа.

5) Среднеквадратическая скорость теплового движения молекул газа увеличивается.

Решение.

Концентрацию молекул можно определить как , где N – общее число молекул в газе; V – объем газа. Тогда  и, учитывая, что  (следует из рисунка, так как прямая 1-2 проходит через начало координат), получаем . В этих обозначениях уравнение Менделеева-Клайперона запишется как

.

1) Так как температура процесса не меняется, то и средняя кинетическая энергия молекул остается постоянной.

2) Плотность газа n уменьшается, что следует из графика.

3) В изотермическом процессе температура остается постоянной.

4) Из формулы  видно, что объем обратно пропорционален давлению. В точке 2 давление падает, следовательно, объем увеличивается. Происходит изотермическое расширение газа.

5) Так как температура газа неизменна, то и среднеквадратическая скорость теплового движения молекул газа не меняется.

Ответ: 12.

Задание 12. В цилиндре под поршнем находилось твёрдое вещество. Цилиндр поместили в горячую печь, а через некоторое время стали охлаждать. На рисунке показан график изменения температуры t вещества с течением времени τ. Установите соответствие между участками графика и процессами, отображаемыми этими участками.

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Решение.

Первые участки на графике имеют следующее значение:

- участок AB – твердое вещество поглощает температуру, нагреваясь;

- участок BC – твердое вещество плавится, превращаясь в жидкость;

- участок CD – жидкость нагревается;

- участок DE – жидкость переходит в пар;

- участок EF – нагревание пара.

Следовательно,

А) CD – вариант ответа 2;

В) AB – вариант ответа 4.

Ответ: 24.

Задание 13. Электрон e влетел в зазор между полюсами электромагнита со скоростью v, направленной горизонтально. Вектор индукции B магнитного поля направлен вертикально (см. рисунок). Куда направлена (вверх, вниз, влево, вправо, от наблюдателя, к наблюдателю) действующая на электрон сила Лоренца F? Ответ запишите словом (словами).

Решение.

Направление силы Лоренца определяется по правилу «левой руки», которая гласит, что если расположить ладонь так, чтобы вытянутые пальцы указывали направление тока, а линии магнитного поля впивались в ладонь, то отставленный большой палец укажет направление силы, действующей на проводник.

Учитывая, что правило левой руки было разработано для движения тока от плюса к минусу, то вытянутые пальцы следует направить в противоположную сторону движения электрона. Тогда, получаем, что сила Лоренца направлена от наблюдателя.

Ответ: от наблюдателя.

Задание 14. На плавком предохранителе счётчика электроэнергии указано: «15 А, 380 В». Какова максимальная суммарная мощность электрических приборов, которые можно одновременно включать в сеть, чтобы предохранитель не расплавился?

Решение.

Мощность электрического тока определяется по формуле  и максимальная нагрузка для предохранителя будет равна

 Вт.

Ответ: 5700.

Задание 15. От точечного источника света S, находящегося на главной оптической оси тонкой собирающей линзы с фокусным расстоянием F на расстоянии 3F от неё, распространяются два луча: a и b, как показано на рисунке.

В какой точке: 1, 2, 3 или 4 — пересекутся эти лучи после преломления линзой?

Решение.

При решении этой задачи необходимо воспользоваться дополнительными построениями согласно следующим правилам. Луч, проходящий под произвольным углом к главной оптической оси через центр тонкой линзы, преломляясь в ней, является продолжением самого себя и называется побочной оптической осью. 

Для этого, через центр линзы проведем два луча, параллельные лучу a и b (см. рисунок). Тогда на уровне фокусного расстояния F получим точки пересечения этих лучей с уровнем фокусного расстояния. Проводя через эти точки лучи от линзы (см. красные линии на рисунке) видим, что они пересекаются в точке 2.

Ответ: 2.

Задание 16. Катушка индуктивности подключена к источнику тока с пренебрежимо малым внутренним сопротивлением через резистор R = 60 Ом (см. рисунок). В момент t = 0 ключ К замыкают. Значения силы тока в цепи, измеренные в последовательные моменты времени с точностью 0,01 А, представлены в таблице. Сопротивление провода катушки пренебрежимо мало.

Выберите два верных утверждения о процессах, происходящих в цепи.

1) Энергия катушки максимальна в момент времени t = 0 с.

2) Напряжение на катушке максимально в момент времени t = 6,0 с.

3) Модуль ЭДС самоиндукции катушки в момент времени t = 2,0 с равен 2,4 В.

4) Напряжение на резисторе в момент времени t = 1,0 с равно 1,9 В.

5) ЭДС источника тока равна 18 В.

Решение.

1) Энергия катушки, равная  будет максимальна, когда ток I достигнет своего максимального значения.

2) Для идеальной катушки ЭДС самоиндукции по модулю равна напряжению на ней, то есть . В свою очередь, ЭДС самоиндукции равна  и достигает максимального значения при t=5 с, так как в течении этого времени ток постоянно нарастал, следовательно, и ЭДС увеличивалась.

3) При t=2 с модуль ЭДС самоиндукции катушки можно найти по формуле:

 В.

4) Напряжение на резисторе при t=1 с можно найти по закону Ома:

 В.

5) ЭДС источника тока – это работа, которую выполняет источник по перемещению заряда в цепи. Данное значение можно найти из максимальной величины тока, которая протекает по цепи. Из таблицы видно, что она равна I=0,3 А, следовательно, ЭДС источника равна

 В.

Ответ: 35.

Задание 17. Заряженная частица массой m, движущаяся со скоростью v, влетает в поле плоского конденсатора (см. рисунок). Расстояние между пластинами конденсатора равно d, а величина напряжённости электрического поля между пластинами равна E. Пролетев конденсатор, частица отклоняется от первоначального направления на угол a.

Как изменятся модуль скорости вылетевшей частицы и угол а, если уменьшить величину напряжённости электрического поля между пластинами конденсатора? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

Решение.

Со стороны электрического поля на частицу действует сила, равная . При этом видно, что поле направлено перпендикулярно движению частицы, следовательно, частица начинает отклоняться от своего горизонтального направления, как это показано на рисунке. В соответствии со вторым законом Ньютона выражением для силы F можно записать в виде

,

откуда

.

Из этой формулы видно, что при уменьшении напряженности поля E ускорение частицы будет уменьшаться, следовательно, и модуль ее скорости также будет уменьшаться. Также очевидно, что при уменьшении отклоняющей силы F, угол  будет уменьшаться.

Ответ: 22.

Задание 18. Конденсатор колебательного контура длительное время подключён к источнику постоянного напряжения (см. рисунок). В момент времени t = 0 переключатель К переводят из положения 1 в положение 2. Приведённые ниже графики А и Б представляют изменения физических величин, характеризующих колебания в контуре после этого (Т — период электромагнитных колебаний в контуре).

Установите соответствие между графиками и физическими величинами, зависимости которых от времени эти графики могут представлять.

К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Решение.

Проанализируем возможные варианты ответов с представленными графиками.

1) Сила тока в катушке при замыкании ключа, сначала нарастает, затем при полной разрядке конденсатора, начинает убывать и, возникающая в катушке ЭДС заряжает конденсатор с противоположной полярностью. После этого конденсатор вновь начинает разряжаться, создавая ток противоположной по знаку величины. Этот процесс похож на график на рисунке А.

2) Энергия магнитного поля катушки, равная , всегда больше 0, следовательно, не подходит ни к одному из графиков.

3) Энергия электрического поля конденсатора определяется как  и тоже положительная величина.

4) Заряд на левой обкладке конденсатора сначала был положительным (см. рисунок), после разрядки становится равным 0, а затем, вновь заряжается катушкой с противоположным знаком. Это соответствует рисунку Б.

Ответ: 14.

Задание 19. Укажите массовое и зарядовое число частицы, которая вызывает ядерную реакцию .

Решение.

При ядерных реакциях сумма массовых чисел и зарядовых чисел до реакции равно сумме массовых чисел и зарядовых чисел после реакции. Пользуясь этим правило, можно записать следующие уравнения:

где x – неизвестное массовое число частицы; y – неизвестное зарядовое число частицы. Отсюда находим:

Ответ: 21.

Задание 20. Период полураспада гамма-радиоактивного изотопа равен 12,4 ч. Во сколько раз уменьшится интенсивность гамма-излучения, идущего от образца, содержащего большое число ядер этого изотопа, за 24,8 ч?

Решение.

Интенсивность гамма-излучения изотопа пропорциональна его объему. Следовательно, чтобы выяснить во сколько раз уменьшится интенсивность гамма-излучения, нужно найти во сколько раз уменьшится объем изотопа через 24,8 часа. То есть нужно найти отношение . Найдем эту величину из формулы радиоактивного распада

,

где t=24,8 – время распада; T=12,4 – период полураспада. Имеем:

,

то есть уменьшится в 4 раза.

Ответ: 4.

Задание 21. На установке, представленной на фотографиях (рис. а — общий вид; рис. б — фотоэлемент), исследовали зависимость кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света. Для этого в прорезь осветителя помещали различные светофильтры и измеряли запирающее напряжение. В первой серии опытов использовался светофильтр, пропускающий только красный свет, а во второй — пропускающий только жёлтый.

Как изменяются длина световой волны, падающей на фотоэлемент, и запирающее напряжение при переходе от первой серии опытов ко второй? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения.

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

Решение.

Связь между кинетической энергией частиц и частотой падающего света дает формул Эйнштейна для фотоэффекта

,

где v – частота падающего света; A – работа выхода;  - скорость фотоэлектронов. В свою очередь запирающее напряжение U пропорционально скорости выбиваемых частиц и определяется по формуле

.

Чтобы определить у какого света длина волны больше или меньше, можно использоваться известную подсказку «каждый охотник желает знать где сидит фазан». Здесь первые буквы каждого слова определяют тот или иной цвет. Причем цвета расположены в порядке убывания длины волны. Таким образом, имеем, что красный свет имеет длину волны больше, чем желтый свет. Вспомним, что частота v света связана с длиной волны соотношением , где c – скорость света в вакууме. То есть красный свет имеет частоту меньше, чем желтый. Тогда в соответствии с формулой Эйнштейна, для красного света имеем меньшую скорость частиц, чем для желтого. Соответственно, будет меньше и запирающее напряжение.

Ответ: 21.

Задание 22. На рисунке приведена фотография электрической цепи по измерению сопротивления реостата. Погрешности измерения силы тока в цепи и напряжения на реостате равны половине цены деления амперметра и вольтметра. Чему равна по результатам этих измерений сила тока в цепи?

Запишите в ответ показания амперметра с учётом погрешности измерения.

Решение.

Амперметр показан на рисунке внизу в виде белого прибора. Его показания равны 0,5 А. Цена одного деления равна  и так как погрешность составляет половину деления, то она равна 0,025. Таким образом, имеем результат измерения, равный

 А.

Ответ: .

Задание 23. Для проведения лабораторной работы по обнаружению зависимости сопротивления проводника от его диаметра ученику выдали пять проводников различной длины и диаметра, изготовленных из разных материалов (см. таблицу). Какие два проводника из предложенных необходимо взять ученику, чтобы провести данное исследование?

В ответ запишите номера выбранных проводников.

Решение.

Сопротивление проводника длиной  и поперечным сечением S определяется по формуле

,

где  - удельное сопротивление проводника (зависит от материала). Так как диаметр проводника влияет только на площадь поперечного сечения S, то для исследования зависимости сопротивления от диаметра проводника нужно выбрать проводники из одного материала, одинаковой длиной, но разным диаметром. Этому условию удовлетворяют проводники под номерами 2 и 4.

Ответ: 24.

Задание 24. Брусок массой m = 2 кг движется поступательно по горизонтальной плоскости под действием постоянной силы, направленной под углом a = 30° к горизонту (см. рисунок). Модуль этой силы F = 12 Н. Коэффициент трения между бруском и плоскостью µ=0,2. Чему равен модуль силы трения Fтр, действующей на брусок?

Решение.

Сила трения для бруска, движущегося в горизонтальной плоскости, определяется выражением

,

где N – сила реакции опоры. Так как сила F направлена под углом 30° к горизонту, то ее вертикальная составляющая будет равна

Сила реакции опоры N направлена вертикально вверх и равна по модулю силе тяжести mg минус вертикальная составляющая силы F:

 Н.

Тогда сила трения равна

 Н.

Ответ: 2,8.

Задание 25. Прямолинейный проводник длиной 1 м, по которому течёт ток, равный 3 А, расположен в однородном магнитном поле с индукцией B = 0,4 Тл под углом 30° к вектору B. Каков модуль силы, действующей на проводник со стороны магнитного поля?

Решение.

Взаимодействие проводника, по которому течет ток I, с магнитным полем можно найти по формуле

,

где  - угол между вектором B и проводником с током I. Подставляя числовые значения, получаем:

 Н.

Ответ: 0,6.

Задание 26. На дифракционную решётку, имеющую 100 штрихов на 1 мм, перпендикулярно её поверхности падает луч света, длина волны которого 650 нм. Каков максимальный порядок дифракционного максимума, доступного для наблюдения?

Решение.

Найдем период дифракционной решетки, который определяет число штрихов на 1 мм, имеем:

.

Формула дифракционной решетки имеет вид:

,

где  - целое число;  - угол между решеткой и распространением света;  мм - длина волны. Порядок дифракционного максимума можно найти как

Ответ: 15.

Задание 27. Электрическая цепь состоит из двух лампочек, двух диодов и витка провода, соединённых, как показано на рисунке. (Диод пропускает ток только в одном направлении, как показано в верхней части рисунка.) Какая из лампочек загорится, если к витку приближать северный полюс магнита? Ответ объясните, указав, какие явления и закономерности Вы использовали при объяснении.

Решение.

1. Загорится лампочка 2.

2. При приближении магнита к витку будет меняться магнитный поток сквозь виток, и в витке возникнет индукционный ток. Согласно правилу Ленца магнитное поле этого тока должно препятствовать движению магнита, поэтому выходящие из витка линии индукции этого поля будут направлены в сторону магнита. Для создания такого поля согласно правилу «буравчика» индукционный ток в цепи, содержащей виток, должен быть направлен по часовой стрелке, а в цепи ламп — от Б к А. Ток такого направления пропускает только диод на участке цепи лампочки 2, она и будет гореть.

Задание 28. Свинцовый шар массой 4 кг подвешен на нити и полностью погружён в воду (см. рисунок). Нить образует с вертикалью угол a =30°. Определите силу, с которой нить действует на шар. Плотность свинца p=11300 кг/м3. Трением шара о стенку пренебречь. Сделайте схематический рисунок с указанием сил, действующих на шар.

Решение.

Систему отсчёта, связанную с Землёй, считаем инерциальной. Запишем второй закон Ньютона: . Поскольку трение шара о стенку отсутствует, линия действия силы натяжения нити будет проходить через центр шара. В проекциях на оси Ох и Оу второй закон Ньютона запишем в виде:

Объем шара . Величина выталкивающей силы FA определяется по закону Архимеда:

,                   (3)

где  — плотность воды.

Выполняя математические преобразования с формулами (2) и (3), получим:

Ответ: 42 Н.

Задание 29. Теплоизолированный горизонтальный сосуд разделён пористой перегородкой на две равные части. В начальный момент в левой части сосуда находится v=2 моль гелия, а в правой — такое же количество моль аргона. Атомы гелия могут проникать через перегородку, а для атомов аргона перегородка непроницаема. Температура гелия равна температуре аргона: Т = 300 К. Определите отношение внутренних энергий газов по разные стороны перегородки после установления термодинамического равновесия.

Решение.

Так как сосуд теплоизолирован и начальные температуры газов одинаковы, то после установления равновесия температура в сосуде будет равна первоначальной, а гелий равномерно распределится по всему сосуду. После установления равновесия в системе в каждой части сосуда окажется по 1 моль гелия: . В результате в сосуде с аргоном окажется 3 моль смеси: .

Внутренняя энергия одноатомного идеального газа пропорциональна температуре и количеству молей:

,

откуда следует, что

Запишем условие термодинамического равновесия: . Тогда

.

Ответ: .

Задание 30. Вольт-амперная характеристика лампы накаливания изображена на рисунке. При напряжении источника 12 В температура нити лампы равна 3100 К. Сопротивление нити прямо пропорционально её температуре. Какова температура нити накала при напряжении источника 6 В?

Решение.

При напряжении источника  В сила тока через лампу определяется из графика: А. Сопротивление нити накала при этом определяется законом Ома:  Ом. При уменьшении напряжения на лампе в 2 раза U2 = 6 В, сила тока через неё станет I2 = 1,4 А (см. вольт-амперную характеристику). Сопротивление нити накала при этом напряжении  Ом. Так как сопротивление нити пропорционально температуре: , то

,

откуда

и

 К.

Ответ: 2214 К.

Задание 31. В вакууме находятся два кальциевых электрода, к которым подключён конденсатор ёмкостью 4000 пФ. При длительном освещении катода светом фототок между электродами, возникший вначале, прекращается, а на конденсаторе появляется заряд  Кл. «Красная граница» фотоэффекта для кальция λ0 = 450 нм. Определите частоту световой волны, освещающей катод. Ёмкостью системы электродов пренебречь.

Решение.

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта: , где  — максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов,  —  работа выхода. Фототок прекращается, когда , где U — напряжение между электродами, равное напряжению на конденсаторе. Заряд конденсатора . В результате получаем:

Ответ:  Гц.