Электричество и Магнетизм

1. В начальный момент показание вольтметра равно нулю. После замыкания ключа индикатор начнёт расти и будет увеличиваться, пока не достигнет некоторого максимального значения, которое затем останется постоянным.

2. Вольтметр подключён параллельно конденсатору, поэтому он измеряет напряжение именно на нём. Изначально конденсатор разряжен $(q_1=0)$, следовательно его напряжение $$U_1=\frac{q_1}{C}=0,$$ и вольтметр показывает ноль.

3. После замыкания ключа конденсатор начинает заряжаться; поскольку $U=q/C$, показания вольтметра возрастают. Когда конденсатор зарядится полностью, ток через него прекратится, в цепи останется ток лишь через резистор. Ток станет постоянным и по закону Ома для полной цепи равен $$I=\frac{\mathcal{E}}{R+r}.$$ Напряжение на конденсаторе и резисторе равно $U=IR$ и со временем уже не изменяется. Поэтому и показания вольтметра перестают меняться.

Под действием электрического поля пластины в гильзе перераспределяются электроны, в результате чего она электризуется: ближняя к пластине сторона приобретает положительный заряд, а противоположная сторона становится отрицательно заряженной. Поскольку сила притяжения между положительно заряженной стороной гильзы и отрицательно заряженной пластиной уменьшается с расстоянием медленнее, чем сила отталкивания между отрицательно заряженной стороной гильзы и пластиной, результирующая сила направлена к пластине. Поэтому гильза будет двигаться в сторону пластины до касания.

В момент контакта часть электронов перейдёт с пластины на гильзу, и гильза в целом получит отрицательный заряд. После этого гильза будет отталкиваться от пластины и отклонится вправо до положения, в котором сумма действующих на неё сил станет равной нулю.

1. Внутри полости картина поля изображается набором прямолинейных лучей, исходящих из заряда и падающих на поверхность полости по нормали; наружу от шара выходит семейство лучей, перпендикулярных его поверхности и уходящих в бесконечность.

2. Внутри проводника электростатическое поле отсутствует, поэтому в этой области выполняется условие $\vec{E}=0$.

3. Заряд $q$, помещенный в центр полости, порождает симметричное поле, эквивалентное полю одиночного точечного заряда $q>0$ в центре полости; линии этого поля оканчиваются на равномерно распределённом по внутренней поверхности шара индуцированном заряде $-q<0$.

4. Вследствие электрической нейтральности всего шара на его внешней поверхности должен возникнуть суммарный положительный заряд $+q$, распределённый равномерно; поле вне шара имеет вид поля точечного заряда $q>0$, расположенного в центре, а линии напряжённости отходят от шара по нормали к внешней поверхности.

1.  При замыкании цепи катушки начинает изменяться поток вектора магнитной индукции через кольцо. По закону электромагнитной индукции в кольце возникает ЭДС индукции, появляется индукционный ток. В соответствии с правилом Ленца взаимодействие токов в кольце и в катушке приводит к тому, что кольцо отталкивается от катушки.

2.  Затем кольцо возвращается в исходное положение, так как ток в катушке достигает максимального значения, вследствие чего поток вектора магнитной индукции через кольцо становится постоянным. Индукционный ток в отсутствии ЭДС индукции затухает. Кольцо перестает отталкиваться от катушки.

3.  Индукционный ток в неподвижном кольце вблизи катушки с постоянным током равен нулю, магнитные свойства меди выражены слабо, поэтому, вернувшись в исходное положение равновесия, кольцо остается неподвижным.

1.  Для повышения излучения света в видимом диапазоне длин волн рабочую температуру нити накала приходится максимально увеличивать, приближаясь к температуре плавления вольфрама.

2.  При этом вольфрам постепенно испаряется, и его пары конденсируется на холодных внутренних стенках вакуумированной стеклянной колбы лампы, создавая на них черный металлический налет. Нить накала за счет ее испарения постепенно (и неравномерно) истончается и в некоторый момент перегорает.

3.  Сопротивление нити не является величиной постоянной. Оно зависит от температуры. В момент включения, когда лампочка холодная, нить имеет минимально сопротивление, а следовательно, в момент включения возникает большой ток, который и может привести к перегоранию (в тонком месте нить расплавится).

4.  Заполнение колбы тяжелым инертным газом сильно замедляет (по сравнению с вакуумированной колбой) процесс диффузии испарившихся атомов вольфрама и способствует их осаждению обратно на нить накала после выключения напряжения, что замедляет истончение нити и повышает срок службы ламп.