Теормарк по курсу электричества

1. Для Солнца плазменная частота меньше, чем частота оптического диапазона. Это значит, что

   • Солнце прозрачно для оптического диапазона

   • #Солнце активно поглощает излучение оптического диапазона

   • Солнце излучает электромагнитные волны только с частотой выше плазменной

   • Солнце плохо описывается моделью идеальной плазмы

   / Данное отношение частот говорит о том, что Солнце непрозрачно для оптического диапазона. Излучение, которое доходит до внешнего наблюдателя - это чернотельное излучение поверхности звезды, которое не поглотилось другими слоями

2. Высокочастотный ток передаётся по проводнику в форме трубки. Пусть $\lambda$ - глубина скин-слоя. Как будет выглядеть плотость тока внутри трубы?

   

   • Оранжевая кривая - ток постоянный по сечению

   • Синяя кривая - плотность тока спадает к краю трубки

   • Красная кривая - плотность тока растёт к краю трубки

   • Зелёная кривая - ток “выдавливается” из объёма к поверхонсти

   \ Так как проводник замкнутый, то магнитное поле будет вытеснять ток наружу и внутренняя поверхность трубы не будет использоваться для прохождения тока

3. Высокочастотный ток передаётся по трубе. Тощина стенки трубы равна двум глубинам скин-слоя, $h = 2\lambda$. Радиус трубы много больше толщины. В трубе находится участок с продольными вырезами на всю глубину стенки. Расстояние между вырезами и толщина вырезов равны толщине стенки. Как охарактеризовать погонное сопротивление такого участка?

   

   • Сопротивление цельной трубы больше сопротивления участка с вырезами

   • #Сопротивление цельной трубы меньше сопротивления участка с вырезами

   • Недостаточно информации: отношение сопротивлений зависит от материала трубы

   • Сопротивления будут одинаковые в пределах 10%

   \ Магнитное поле от соседних проводящих участков будет пренебрежительно мало (На расстоянии двух длин $\lambda$). Следовательно, каждый проводящий участок можно считать независимым проводником, подключенным параллельно. В каждом из проводников площадь поверхности составляет около $4\lambda$. Таким образом, на одном периоде мы теряем $2\lambda$ проводящей поверхности, но приобретаем $3\lambda$ взамен.

4. Почему в СВЧ печках прогрев неравномерный?

   • Потому что длина волны внутри печки в единицы раз меньше размера еды

   • Потому что еда несферическая

   • #Потому что в печке образуются стоячие волны

   • Потому что излучатель один и расположен ассиметрично с одной стороны

   \ Нагрев ЭМ волнами возможен и при меньшей и при большей длинах волн по сравнению с нагреваемым телом. Внутри объема печки происходят отражения от проводящих стенок и образуются стоячие волны, поэтому асимметричное положение излучателя не влияет на равномерность прогрева.

5. В очень длинный провод (сотни метров) подаётся скачком постоянное напряжение. На другом конце провода подключен осциллограф и измеряется задержка. Какая скорость таким образом измеряется?

   • #Групповая

   • Фазовая

   • Так измеряется дисперсия

   • Ни одно из перечисленного

   \ Дисперсия будет наблюдаться как уширение фронта. Фазовая скорость требует гармонического сигнала, чтобы быть наблюдаемой.

6. Из двух квартир через дорогу делается вай-фай соединение. На роутерах по одной дипольной антенне. Известно, что высота точек одинаковая. Как расположить антенны роутеров?

   • Горизонтально

   

   • Перпендикулярно (горизонтально+вертикально)

   

   • Коллинеарно

   

   • На скрещивающихся прямых

   

   • #Вертикально

   

   / У диполя диаграмма направленности имеет минимум в направлении колебаний диполя. Следовательно, антенны должны быть параллельны. Так как дано, что антенны находятся на одинаковой высоте, то из цилиндрической симметрии установка антенн вертикально даст максимум излучения в направлении другой антенны. Горизонтальная установка в параллельных прямых будет иметь большую погрешность установки. (Но в случае особо загруженного радио эфира может оказаться более выгодно пожертвовать точностью установки, но перейти на менее загруженную горизонтальную поляризацию)

7. Электромагнитная волна падает на границу раздела двух сред и наблюдается явление полного внутреннего отражения. Можно ли детектировать электромагнитную волну за границей разделов?

   • #Да

   • Нет

   • В условии недостаточно данных, чтобы однозначно ответить

   / При явлении полного внутреннего отражения через границу раздела проходит “мнимая” волна, которая в эксперименте соответствует экспоненциально затухающей. То есть, возмущение электромагнитного поля есть на характерном масштабе единиц длин волн. Данный эффект используется для возбуждения плазмонов

8. Из окна вынули боросиликатное стекло и посветили в полированный торец лазером так, чтобы произошло явление полного внутреннего отражения. С противоположной стороны луч лазера не вышел. Можно ли назвать такое окно волноводом?

   • Не является волноводом

   • #Является волноводом

   • Зависит от длины волны

   / Затухание - это свойство волновода. Оптический волновод не обязан быть волокном. Да, окно - не лучший вариант для передачи высокоскоростного интернета, но и не худший

9. Высоковольтный конденсатор разрядили отвёрткой без оглядки на технику безопасности. Если считать, что в процессе разрядки ток был всё время одного знака, то можно ли утверждать, что в пространстве возбудилась электромагнитная волна?

   • #Да

   • Нет

   • Недостаточно информации

   / Магнитное поле появляется при изменении электрического, причём это изменение не обязано описываться гармоническими колебаниями. Поэтому всплеск магнитного поля почувствует вся неэкранированная аппаратура в окрестности. Разряжать конденсаторы через короткое замыкание - это помимо нарушения техники электро- и пожаро- безопастности ещё и уменьшение срока жизни конденсатора

10. Дан параллелепипед с плавно монотонно, но не линейно изменяющимся показателем преломления вдоль одной из сторон. Как туда запустить плоскую волну, чтобы она пролетала без искажений фронта?
    

    • Вдоль A или B

    • #Вдоль C

    • В любом из трёх направлений

    • Никакая из указанных волн не пройдёт без искажения фронта

    / Если изменение показателя преломления не линейно, то вдоль А и В фронт будет иметь не линейный набег фаз по площади. Следовательно, в данном случае будет неискаженной только волна вдоль С, у которой все пути претерпевают одинаковый набег фаз

11. Дан параллелепипед с линейно изменяющимся показателем преломления вдоль одной из сторон. Как туда запустить плоскую волну, чтобы она пролетала с сохранением плоского фронта?

    

    • Вдоль A или B

    • Вдоль C

    • #В любом из трёх направлений

    • Никакая из указанных волн не пройдёт без искажения фронта

    / Если изменение показателя преломления линейно, то при движении вдоль С фронт волны будет иметь одинаковый набег фаз по всей площади. В то время как при прохождении вдоль А или В набег фаз будет линейным, что соответствует отсутствию искажений, но повороту на некоторый угол. Такой набег фаз происходит, например, в призме, которая сохраняет плоскопараллельность пучка света

12. Могут ли возникнуть самоподдерживающиеся автоколебания в электрической цепи на пассивных линейных элементах и идеальном источнике постоянного напряжения?

    • Да

    • #Нет

    • Недостаточно данных

    / На пассивных элементах можно собрать колебательную цепь, но возбудить автоколебания без нелинейных элементов не получится.

13. Может ли возникнуть параметрический резонанс, если частота импульсного возбуждения в 1024 раза больше собственной частоты колебательного контура?

    • #Да

    • Нет

    • Недостаточно данных

    / Высокочастотное возбуждение не содержит низких гармоник, поэтому в отсутствие нелинейных эффектов система будет колебаться на вынуждающей частоте (частотах) и резонанса с собственной не произойдёт. Параметрический резонанс - явление нелинейное, поэтому возможно существование такой системы, в которой возбуждение может произойти

14. Может ли возникнуть параметрический резонанс, если частота импульсного возбуждения в 1024 раза меньше собственной частоты?

    • #Да

    • Нет

    • Недостаточно данных

    / У импульсного возбуждения будут гармоники на всех кратных частотах. Следовательно, одна из гармоник возбуждения совпадёт с собственной частотой контура и возникнет резонанс. Хотя в реальном эксперименте с контуром низкой добротности такой резонанс может оказаться вне пределов чувствительности измерительного оборудования

15. Мы измеряем ток в цепи через падение напряжения на резисторе. Флуктуации сигнала составляют Х Вольт. Как изменится дисперсия шума, если мы подключим второй такой же резистор параллельно?

    • Увеличится в 2 раза

    • Уменьшится в 2 раза

    • Останется постоянной

    • Увеличится в $\sqrt{2}$ раза

    • #Уменьшится в $\sqrt{2}$ раза

    / Тепловой шум вызван проходом единичного заряда через измеритель. При этом напряжение пропорционально сопротивлению. При подключении второго резистора параллельно сопротивление падает вдвое, уменьшая амплитуду флуктуаций вдвое. А дисперсия уменьшится в корень из двух раз. А постоянная составляющая сигнала при этом уменьшится вдвое

16. Какой вариант сделает фразу верной: “при увеличении частоты, но сохранении ширины спектрального окна пропускания полосового фильтра наводки от теплового шума будут ___”?

    • Увеличиваться

    • Уменьшаться

    • #Оставаться постоянными

    • Изменяться немонотонно в зависимости от диапазона измерения

    / На дисперсию напряжения вызванную тепловым шумом влияет полоса пропускания, но не влияет центральная частота фильтра. Стоит заметить, что в реальном эксперименте в какой-то момент частота выйдет из динамического диапазона измерительной аппаратуры и наводки вместе с сигналом устремятся к нулю. Но в вопросе речь об идеализированном варианте

17. Студент изучает передачу модулированных сигналов. Он сгенерировал модулированный сигнал и передал его на приёмник. При обработке сигнала был получен следующий график. По оси икс - частота, игрек - амплитуда, сиреневый - входной сигнал, зелёный - измеренный. Какое из утверждений верно?

    

    • Сигнал испортился в процессе передачи

    • Сигнал передан корректно, на экране виден результат перехода на физический уровень

    • #Сигнал передан верно, мы видим результат работы Фурье-преобразования

    / На графике видна работа преобразования Фурье, когда длина сигнала составляет всю, или часть массива, обрабатываемого алгоритмом

18. Что из этого является интегрирующей цепочкой?

    • 

    • 

    • #

    • 

    / Резистор ограничивает ток, конденсатор накапливает заряд. Если отвлечься от приближения идеализированной цепочки, то в реальном эксперименте интегрировать будут все, но только константа времени интегрирования будет зависеть от выходного и/или входного сопротивления источника и измерителя. Возможно, что так отынтегрирует, что из схемы пойдёт дым

19. Что из этого является выходом интегрирующей цепочки, если на вход подан сигнал-меандр?

    

    • 

    • 

    • 

    • Ни одно из перечисленного

    • #Все перечисленные

    • Два сигнала с плавными переходами

    / Интегрирующая цепочка будет стремиться к уровню меандра. В зависимости от константы интегрирования, это “стремление” будет быстрее, или медленнее

20. Дан гармонический осциллятор. В момент времени 0 на него начинает действовать сила, меняющаяся по гармоническому закону. На графике отображены графики собственных колебаний(зелёный) и силы(фиолетовый) от времени. Как будет выглядеть характер зависимости координаты осциллятора от времени?

    

    • 

    • 

    • 

    • #

    / Вынуждающая сила возбудит колебания на собственной и на вынуждающей частотах. Собственные колебания затухнут, по прошествии большого по сравнению с затуханием осциллятора времени, он будет колебаться на вынуждающей частоте

21. В фене переключение режимов осуществляется по приложенной схеме. Во сколько раз уменьшится тепловая мощность нагревателя?

    

    • Останется прежней

    • В $\sqrt {2}$ раза

    • #В 2 раза

    • В 4 раза

    / Идеальный диод, подключённый последовательно, приведёт к уменьшению тока до нуля на половине периода. Для резистивной нагрузки это будет равнозначно уменьшению времени работы в два раза

22. Если взять заряженный плоскопараллельный конденсатор и крутить его в воздухе вокруг оси, параллельной обкладкам и проходящую между ними посередине, то можно ли так создать электромагнитную волну?

    • #Можно

    • Нельзя

    • Зависит от частоты

    • Зависит от заряда

    / В некотором смысле, антенна - это способ разнесения электрического заряда для создания переменного электрического поля в пространстве. Поэтому при условии, что конденсатор не разорвёт от такого обращения, можно ожидать соответствующих результатов

23. Можно ли использовать эффект Холла для выработки электричества?

    • Да

    • Нет

    • #Зависит от определения

    / В эффекте Холла наводится напряжение, которое способно совершить некоторую работу. Для наблюдения эффекта Холла необходимо иметь ток и магнитное поле. Если второе можно организовать на постоянных магнитах, то для создания тока нужно совершить работу. Поэтому если говорить о “выработке электричества” как о возможности совершить какую-то работу напряжением, которое получилось вследствие создания условий для наблюдения эффекта Холла, то можно. Если говорить о “выработке электричества” как преобразовании некоторой механической работы в электрический ток (как на электростанциях), то невозможно из-за необходимости создать ток прежде, чем использовать его для создания холловского напряжения, которое будет использоваться для поддержания этого тока

24. Возможно ли бесконечно долгое удержание заряженной частицы в статическом электромагнитном поле в лаборатории физтеха?

    • #Да

    • Нет

    • Зависит от корпуса

    / Теорема Ирншоу исключает существование устойчивого равновесия для системы зарядов, в которой действуют только кулоновские силы. Во всех лабораториях физтеха будет включено как минимум гравитационное поле, поэтому теорема работать не будет. С точностью до определения слова “бесконечно”

25. На фотографии снимок из пузырьковой камеры. Найдите протон, если поле направлено на нас

    *

    • 1

    • #2

    • 3

    • Протона нет

    * Снимок опубликован Jared Tarbell, под лицензией CC BY 2.0, разрешающей свободное использование в любых целях при сохранении атрибуции автора и ссылкой на текст лицензии

    / В результате столкновений образуются электроны, нейтроны, протоны, позитроны и зоопарк прочих частиц. Наиболее популярны электроны, протоны, позитроны. Из-за разницы в массе, треки более тяжёлых частиц будут иметь больший радиус кривизны.

26. Как микро-спутник (порядок 10см) на орбите Земли может использовать магнитное поле планеты?

    • Для ускорения и торможения

    • #Для вращения вокруг своего центра масс

    • Для изменения эллиптичности без изменения энергии

    • Для изменения наклонения орбиты

    • Всё вышеперечисленное

    / Из-за отсутствия возможности разделить заряд, спутник может только создать магнитный момент. Из-за разницы размеров, для спутника постоянно выполняется приближение постоянного внешнего магнитного поля. Следовательно, возможно только создание момента сил. Для больших спутников есть чуть больше возможностей для манёвров. См [ https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1029/JZ065i001p00001 ]

27. Две катушки одновременно намотали на один стержень в разных направлениях и сняли. Получился трансформатор с воздушным сердечником. В одной обмотке в 2 раза меньше витков, чем в другой. Чему равен коэффициент взаимной индукции?

    • 1

    • 2

    • -1

    • #-2

    • 4

    • -4

    / Противоположные направления означают, что коэффициент отрицательный. Количество витков отличается в два раза, следовательно, при одинаковом магнитном потоке через каждый из них, суммарное напряжение будет вдвое меньше/больше, чем на возбуждающей катушке.

28. Для создания трансформатора предложено несколько разных ферромагнетиков. Выберите такой, который лучше всего подходит для пропускания высокой мощности, при условии достаточного охлаждения. Границы магнитного поля на возбуждающей катушке указаны на горизонтальной оси.

    

    • Красный

    • Зелёный

    • #Жёлтый

    • Синий

    / Для передачи максимальной энергии мы хотим иметь максимальное напряжение на выходе, поэтому при ограниченном возбуждающем поле мы хотим выбрать характеристику с максимальным разбросом по В. Из двух вариантов петель мы хотим выбрать ту, у которой площадь петли будет меньше для уменьшения тепловых потерь

29. Дан намагниченный цилиндр. Магнитное поле в нём поддерживают упорядоченные молекулярные токи. Можно ли измерить силу молекулярного тока непосредственно амперметром?

    • Да

    • #Нет

    • Зависит от материала

    / Разность потенциалов равна нулю, а именно её мы можем измерить. В противном случае из-за кольцевой симметрии у нас на каждом витке бы увеличивался потенциал. Токи кольцевые и существуют внутри молекул/атомов, поэтому на макроуровне у нас нет инструмента для такого измерения

30. Дан источник постоянного тока с отключённой защитой. Как его сломать?

    

    • Замкнуть накоротко

    • #Нагрузить бесконечно большим сопротивлением

    • Подключить к пальчиковой батарейке

    • Подключить к индуктивной нагрузке

    / Источник постоянного тока при подключении к резистивной нагрузке будет увеличивать напряжение до того значения, когда ток не вырастет до заданного. Поэтому при коротком замыкании будет подстроено напряжение 0 В. При подключении к бесконечно большой нагрузке источник будет пытаться увеличить напряжение бесконечно, что при отсутствии защиты от перенапряжения приведёт к выходу из строя его компонентов

31. Как выглядит магнитное поле рядом с бесконечной пластиной с током?

    • Поле отсутствует

    • Поле перпендикулярно поверхности

    • #Поле параллельно поверхности

    • Поле под углом к поверхности

    / Можно считать, что плоский проводник тождественен поверхности соленоида при большом увеличении

32. Какой конденсатор более ёмкий на постоянном напряжении?

    • воздушный

    • #водяной

    • ртутный

    • деревянный

    / Чистая вода является диэлектриком. Причём, для постоянного электрического поля коэффициент диэлектрической проницаемости составляет около 80. Ссылки: [ https://chemistry.stackexchange.com/questions/16434/salt-concentration-and-electrical-permittivity-of-water https://www.researchgate.net/post/Whats-the-meaning-of-high-frequency-permittivity-limit-in-the-Drude-model ]

33. Магнит движется перпендикулярно оси катушки. Покажите как будет меняться напряжение на вольтметре

    

    • 

    • 

    • #

    • 

    / Ток в катушке пропорционален изменению магнитного поля через контур. Сопротивление вольтметра велико, поэтому можно считать, что его показания соответствуют току через катушку. При заданном движении поле будет сначала возрастать, потом уменьшаться.

34. Ферромагнитный брусок и ферромагнитная подкова приведены в контакт так, что образуют топологический тор. Сквозь данный объект по проводнику подают большой ток так, что конструкция держится за счёт наведённого магнитного поля. Что произойдёт при отключении тока через проводник?

    

    • Поле внутри контура сразу исчезнет и брусок упадёт

    • Поле внутри контура сразу ослабнет и брусок может упасть, если остаточная намагниченность достаточно низкая

    • #Поле внутри контура останется прежним и продолжит удерживать брусок

    • Возникнет контр-ЭДС и брусок будет вытолкнут от подковы

    / В вопросе приведено описание эксперимента по созданию магнитного потока в рамке. Данная конфигурация способна удерживать свое состояние и препятствовать разрыву магнитной цепи. Демонстрация со странными комментариями тут https://www.youtube.com/watch?v=s-5FMFzSPYU

35. Почему в разрядниках предпочтительна острая иголка?

    • Для концентрации внимания зрителей

    • Для уменьшения давления вокруг конца с малым радиусом кривизны

    • #Для увеличения градиента электрического поля

    • Для манипуляции поверхностным зарядом и создании высокой локализации его на выступающем конце

    / Высокий градиент электрического поля тождественен большей разности потенциалов на том же расстоянии, что увеличивает вероятность пробоя

36. Магнит лежит на толстой ферромагнитной поверхности так, что вектор магнитного поля внутри магнита коллинеарен нормали. Как изменится сила на отрыв магнита, если к системе добавить подковообразный магнитопровод?

    

    • #Сила увеличится

    • Сила уменьшится

    • Сила практически не поменяется

    • Зависит от геометрических размеров магнитопровода

    / магнитопровод позволит замкнуть часть магнитных линий через стол. Таким образом, при отрыве мы эффективно будет отрывать уже два магнита. Вблизи границ противоположно направленные поля будут друг друга гасить, поэтому увеличение силы на отрыв будет не ровно 2, а меньше. Из-за быстрого спадания магнитного поля, такая “деструктивная интерференция” не является решающим фактором

37. Возможно ли свечение лампочки в незамкнутой цепи при питании переменным током?

    

    • Свечение будет, но слабое

    • #Эффект зависит от частоты генератора

    • Ток тождественно нулевой, свечения невозможно в принципе

    • #Эффект зависит от напряжения

    / При увеличении частоты генератора любые элементы придётся рассматривать с учётом паразитных емкости и индуктивности. Поэтому разрыв цепи надо рассматривать как конденсатор и индуктивность. Следовательно, при большой частоте переменного тока, реактивное сопротивление разрыва цепи станет достаточно низким, чтобы зажечь лампочку. При увеличении напряжения можно получить пробой, и пустить по цепи ток при любой частоте, хотя обычно подобное поведение оказывается вне рабочего диапазона для нагрузки

38. Как размагнитить образец?

    

    • Вращать в постоянном магнитном поле

    • #Поместить в изначально более сильное, чем предельная намагниченность, затухающее магнитное поле

    • #Подождать несколько миллионов лет

    • #Нагреть почти до плавления

    • Охладить до температуры около абсолютного нуля

    • #Приложить поле равное минус коэрцитивной силе

    • Приложить поле, равное минус остаточная намагниченность

    / вращение в постоянном поле само по себе не размагнитит образец. Но если при этом выходить из него, то можно. Охлаждение до низких температур не проходит точку Кюри. При приложении поля равной остаточной намагниченности мы проскочим ноль и перемагнитим образец в противоположном направлении (точка Br, но по горизонтальной оси)

39. Электрическое поле квадруполя в дальней зоне затухает быстрее, или медленнее поля диполя?

    • #У квадруполя поле спадает быстрее

    • У диполя поле спадает быстрее

    • Падение полей в дальней зоне одинаковое

    • Зависит от направления и в разных областях может быть по-разному

    / Квадруполь - это два противоположно направленных диполя. То есть, это конструкция, в которой поля направлены противоположно друг-другу. Поэтому в любой точке дальней зоны поле квадруполя будет слабее поля диполя

40. Если бы в атоме заряды были бы равномерно размазаны а-ля пудинг, то какое утверждение было бы верным о поле атома?

    • #Поле тождественно равно нулю

    • Поле спадало бы точно так же, как и в орбитальной модели

    • Поле спадало бы быстрее, чем в орбитальной модели

    • Поле спадало бы медленнее, чем в орбитальной модели

    / Так как суммарный заряд атома равен нулю, то при полном равномерном размазывании мы бы получили полную экранировку

41. Коаксиальный кабель на 50 Ом - это значит, что …

    • Его сопротивление 50 Ом

    • #Его импеданс 50 Ом

    • #Импеданс погонного метра такого кабеля 50 Ом

    • #Сопротивление такого бесконечного кабеля измеренное при постоянном напряжении 50 Ом

    • Погонное сопротивление изоляции 50 Ом

    • Максимально допустимое сопротивление нагрузки при приложении стандартного напряжения должно быть не меньше 50 Ом

    / 50 Ом - это один из стандартов коаксиальных кабелей. Число в названии соответствует импедансу линии, через который проходит сигнал. Это требуется для согласования выходного и входного импедансов приёмопередающей аппаратуры для уменьшения отражений высокочастотного сигнала. Импеданс равен корню из отношения индуктивности к ёмкости, которые растут пропорционально длине кабеля. Для бесконечно длинного кабеля сопротивление и импеданс будут совпадать.

42. Дан п-образный канал из проводящей жидкости. К пластинам на торцах подведено напряжение. Что можно сказать про протекание тока через данное сечение?

    

    • Ток будет одинаковым через всё сечение

    • Ток будет сконцентрирован в тонком слое около кратчайшего пути между электродами

    • #Ток будет более сильным у нижней грани и спадать к верхней

    • Ток будет более сильным у верхней грани и спадать к нижней

    • Электрогидродинамика не позволяет дать однозначное предсказание

    / Данную схему можно представить как сеть резисторов, которую можно вытянуть в прямоугольник. В полученном прямоугольнике будет меньше плотность резисторов вдоль одной грани и больше вдоль другой. Закон Ома не запрещает току течь по пути большего сопротивления, поэтому ток будет протекать по всем сечениям, но большее значение будет протекать по пути меньшего сопротивления

43. На графике даны спектры синусоидальных сигналов. Какой спектр соответствует самой короткой синусоиде?

    

    • Голубой

    • #Зелёный

    • Фиолетовый

    • Недостаточно информации

    / Для Фурье-преобразования выполняется равенство $ \Delta \tau \cdot \Delta \nu = const $. Чем короче сигнал - тем шире его спектр

44. Дано: электросварка на постоянном напряжении. Между электродом и сварным швом горит электрическая дуга. При увеличении силы тока электрическая дуга

    • Будет гореть в том же режиме, только ярче

    • #Станет закручиваться

    • Перейдёт в трубку

    • Выйдет на насыщение и перестанет реагировать на увеличение напряжения

    / При токе свыше 300 Ампер магнитное поле станет достаточно сильным и начнёт дестабилизировать электрическую дугу, которая это поле порождает

45. Электрический диполь нежно поместили в неоднородное магнитное поле. Как будет двигаться диполь?

    • По градиенту поля

    • Против градиента поля

    • Перпендикулярно градиенту поля

    • Повернётся на месте и не будет двигаться

    • #Не будет двигаться

    / Если электрический диполь положить в магнитное поле идеально без возмущений, то взаимодействия с полем не будет. Для этого необходимо диполь привести в движение

46. На графике представлены координаты линейных гармонических осцилляторов, движущихся под действием некоторых внешних сил. Какой из графиков является физически невозможным для такого движения?

    

    • Фиолетовый

    • Зелёный

    • Оранжевый

    • Голубой

    • #Все возможны

    • Все невозможны

    / Фиолетовый - близкие частоты возбуждения по косинусу и собственной частоты. Зелёный - возбуждающая ступенька и высокое затухание. Оранжевый - возбуждение импульсом и высокое затухание. Голубой - высокая собственная частота и вынуждающий косинус

47. Как в плазме будут распространяться звуковые колебания ниже дебаевской частоты?

    • Будут затухать на масштабе радиуса Дебая

    • #Будут проходить без затухания

    • Будут проходить только на резонансных частотах плазмы

    • Будут проходить с поглощением на резонансных частотах плазмы

    / Ниже дебаевской частоты для звука плазма представляет собой практически обычный газ, поэтому никаких “плазменных” эффектов в распространении звука не будет. Для электромагнитных волн дела обстоят интереснее

48. Дан цилиндрический магнит с магнитным полем, направленным вдоль оси. Где будет положение равновесия для шарика, который положили на торец цилиндра в середину?

    

    • Шарик останется в середине

    • Шарик будет находиться в устойчивом равновесии в любой точке на торце

    • Шарик переместится на боковую сторону магнита

    • #Шарик переместится на край торцевой части

    / Сила направлена по градиенту поля. Поэтому на оси положение равновесия неустойчивое. Самый большой градиент там, где линии “заворачиваются” вокруг грани, поэтому туда шарик и устремится

49. Высоковольтная линия длиной в много (сотен) километров оборвана с обоих концов и висит на изоляторах, которые гальванически развязывают проводник от источников напряжения. Какое утверждение верно?

    • Потенциал одинаковый на всей линии

    • Потенциал одинаковый на концах линии

    • #Потенциал на концах линии не обязан быть одинаковым

    • Мы не можем делать однозначные утверждения про распределение потенциала по линии

    / Такая длинная линия является антесобой низкочастотного излучения. Например, с частотой 50Гц, или вызванного атмосферным электричеством, или возмущениями магнитного поля Земли. Другими словами, на заданной линии будет наводиться напряжение, а следовательно из утверждений верным будет то, что потенциал на концах линии не обязан быть одинаковым

50. Какая траектория в координатах H-B невозможна для ферромагнетика с заданным предельным циклом?

    

    • #

    • 

    • 

    • Все три невозможны

    / Движение вдоль кривой начальной намагниченности возможно только в направлении от начала координат. Частичный цикл и “частичный частичный цикл” не запрещены

51. У парафина коэффициент диэлектрической проницаемости равен 2. Можно ли использовать “свечку без фитиля” (то есть, сплошной цилиндр) диаметром 1см, как волновод для микроволнового излучения с длиной волны 3см?

    • #Можно

    • Нельзя

    • Можно, но излучение будет затухать на расстоянии порядка длины волны

    • Зависит от длины свечки

    / Волна внутрь “поместится”, эффект полного внутреннего отражения будет присутствовать. Волновод возможен (автор вопроса не проверял это экспериментально)

52. Фермер подключил забор к повышающему трансформатору, чтобы волки не проползали под сеткой забора на ферму. Как потечёт ток при замыкании сетки волком на землю?

    

    • Ток потечёт через волка в землю и ему это не понравится

    • Ток постоянно стекает в землю через металлические стойки забора - волки не почувствуют

    • #Ток будет течь между двух выводов трансформатора, и не потечёт через волка в землю

    • Ток через волка будет течь только на половине периода - эффект будет, но частичный

    / В данной схеме подключения выводы трансформатора гальванически развязаны от потенциала земли. А через стойки забора создаётся опорный потенциал. При волчьем заземлении на заборе появится потенциал земли, который там уже и так был. Данная схема подключения является максимально гуманной по отношению к животным и ни одно животное не сможет пострадать. Сможет пострадать фермер, потому что на трансформаторе будет высокое напряжение относительно земли

    Bonus

53. Почему в ртутном градуснике при нагреве столбик ползёт по капилляру, а при охлаждении не возвращается?

    

    • Это вызвано разницей мощности нагрева и охлаждения

    • Давления насыщенных паров недостаточно, чтобы побороть вязкостное трение столбца на всей длине капилляра

    • #С двух сторон столбца создаётся “вакуум” с насыщенным паром ртути, поэтому система уравновешивается

    • Это вызвано нелинейными гидродинамическими эффектами, поэтому процесс необратим

    / При нагреве в буферной части создается давление, вызванное расширением. При охлаждении в буфере возникает уменьшение объема находящейся там ртути, но единственная сила, которая бы заталкивала ртуть обратно из капилляра - это давление насыщенных паров в капилляре. Так как буфер и капилляр разделены ещё более тонким капилляром-перемычкой, то этого давления оказывается недостаточно, чтобы преодолеть трение внутри перемычки. Аргументация мощности имеет контрпример: при медленном нагреве и быстром охлаждении эффект оказывается таким же. Аргументация вязкостным трением не является верной потому что трение на всей длине капилляра было бы заметным только при быстром течении ртути, то есть контрпример тот же: квазистатический процесс. Нелинейные эффекты присутствуют всегда, но сам по себе термин не является аргументацией.

54. Почему сверхпроводник устойчиво висит ПОД магнитом?

    • Сверхпроводник создаёт внутри поле, которое полностью равно полю внутри магнита

    • Сверхпроводник “зеркально отображает” магнит с точки зрения магнитного поля, поэтому система может находиться в равновесии

    • #Малое изменение поля рядом со сверхпроводником вызывает в нём токи, которые сопротивляются этому изменению. Следовательно, сверхпроводник стремиться остаться в заданной точке

    • Сверхпроводник может устойчиво висеть только НАД магнитом, когда сила притяжения компенсируется силой отталкивания

    / Как-то так. Или нет

55. Энергия фотона 532нм равна $3.7 \cdot 10^{-19} Дж $. Импульс равен $ 1.2 \cdot 10^{-27} \frac {кг \cdot м} {c} $. Сколько фотонов надо, чтобы уронить квадратную монету массой 1 грамм и стороной 1см, стоящую на грани? (Ответ должен включить появление реактивной струи от такой интенсивности. Для тестов это неформат, но может на какую контрольную/олимпиаду сойдёт)