Задание 10: Вычислительные задачи. Электромагнитные явления

Типичные формулировки:

• «На рисунке изображён ход падающего на линзу луча. Какая из линий соответствует ходу прошедшего через линзу луча?»
• «В электрической цепи сила тока равна… А, напряжение на первом проводнике… В. Вольтметр показывает напряжение… В. Найдите сопротивление второго проводника».

…

Оптика (линзы):

• Тонкая линза характеризуется фокусным расстоянием $F$ и оптической силой $D = \dfrac{1}{F}$.
• Формула тонкой линзы: $\dfrac{1}{F} = \dfrac{1}{d} + \dfrac{1}{f}$, где $d$ — расстояние от предмета до линзы, $f$ — расстояние от линзы до изображения.
• Правила хода характерных лучей через собирающую линзу:
  • луч, идущий параллельно главной оптической оси, после линзы проходит через её главный фокус;
  • луч, проходящий через главный фокус перед линзой, после линзы идёт параллельно главной оптической оси;
  • луч, проходящий через оптический центр линзы, не меняет своего направления.
• Для рассеивающей линзы луч, параллельный оси, после линзы идёт так, что его продолжение (в обратную сторону) проходит через фокус.

Электрические цепи:

• Закон Ома для участка цепи: $I = \dfrac{U}{R}$, откуда $U = IR$ и $R = \dfrac{U}{I}$.
• Мощность электрического тока: $P = UI = I^2R = \dfrac{U^2}{R}$.
• При последовательном соединении проводников: сила тока одинакова на всех участках $I_1 = I_2 = I$; общее напряжение равно сумме напряжений на участках $U = U_1 + U_2$; общее сопротивление $R = R_1 + R_2$.
• При параллельном соединении проводников: напряжение одинаково на всех участках $U_1 = U_2 = U$; общий ток равен сумме токов $I = I_1 + I_2$; общее сопротивление находится из $\dfrac{1}{R} = \dfrac{1}{R_1} + \dfrac{1}{R_2}$.
• Амперметр показывает силу тока в той ветви, где он включён; вольтметр показывает напряжение между точками, к которым он подключён (это может быть напряжение на одном элементе или на всём участке цепи).

Для задач с линзами:

1. Определить тип линзы (собирающая или рассеивающая) по форме на рисунке.
2. Определить, каким является падающий луч: параллельным главной оптической оси, проходящим через фокус или через оптический центр.
3. Применить соответствующее правило хода луча после линзы.
4. Сравнить полученное направление с предложенными вариантами линий и выбрать совпадающую.

Для задач с электрическими цепями:

1. Определить тип соединения элементов — последовательное или параллельное — по схеме.
2. Выписать все известные величины: силу тока, напряжения на отдельных элементах, показания приборов.
3. Понять, что именно измеряет каждый прибор (общее напряжение или напряжение на конкретном участке).
4. Составить уравнение связи между известными и искомой величиной, используя закон Ома и правила для соединений. …