Електромагнитни явления

Електрично поле

1. Коя е единицата за капацитет на кондензатор?

   • C (кулон)
   • F (фарад)
   • V (волт)
   • T (тесла)

   Отговор: F (фарад)

   C = q/U; 1 F = 1 C/1 V.

2. Коя е единицата за електричен заряд в SI?

   • волт (V)
   • ампер (A)
   • кулон (C)
   • фарад (F)

   Отговор: кулон (C)

   Електричният заряд се измерва в кулони: 1 C = 1 A·s.

3. Как се нарича уредът с две листчета, с който се открива електричен заряд?

   • Амперметър
   • Електроскоп
   • Волтметър
   • Динамометър

   Отговор: Електроскоп

   При зареждане листчетата на електроскопа получават еднакъв заряд и се отблъскват.

4. В точка от електрично поле върху пробен заряд 4·10⁻⁶ C действа сила 0,02 N. Какъв е интензитетът на полето?

   • 5000 N/C
   • 8·10⁻⁸ N/C
   • 50 N/C
   • 500 N/C

   Отговор: 5000 N/C

   E = F/q = 0,02 / (4·10⁻⁶) = 5000 N/C.

5. Как е насочен интензитетът на полето на положителен точков заряд?

   • радиално навън от заряда
   • радиално към заряда
   • по окръжности около заряда
   • зависи от знака на пробния заряд

   Отговор: радиално навън от заряда

   Интензитетът има посоката на силата върху положителен пробен заряд, който се отблъсква от заряда.

6. Каква работа извършва полето при преместване на заряд 5 μC между точки с напрежение 200 V?

   • 40 μJ
   • 0,1 mJ
   • 1 mJ
   • 10 mJ

   Отговор: 1 mJ

   A = qU = 5·10⁻⁶ C · 200 V = 10⁻³ J = 1 mJ.

7. Как се изменя силата на Кулон между два точкови заряда, ако разстоянието между тях се удвои?

   • Намалява 2 пъти
   • Намалява 4 пъти
   • Нараства 2 пъти
   • Не се изменя

   Отговор: Намалява 4 пъти

   F = kq₁q₂/r²: при 2r силата е 2² = 4 пъти по-малка.

8. Кондензатор с капацитет 5 μF има заряд 20 μC. Какво е напрежението между плочите му?

   • 100 V
   • 0,25 V
   • 25 V
   • 4 V

   Отговор: 4 V

   U = q/C = 20 μC / 5 μF = 4 V.

9. Как се изменя енергията на зареден кондензатор, ако напрежението се удвои при същия капацитет?

   • Удвоява се
   • Не се изменя
   • Намалява 2 пъти
   • Увеличава се 4 пъти

   Отговор: Увеличава се 4 пъти

   W = CU²/2, затова при двойно напрежение енергията става 4 пъти по-голяма.

10. Два точкови заряда по 1 μC са на разстояние 10 cm във вакуум. С каква сила си взаимодействат? (k = 9·10⁹ N·m²/C²)

    • 9 N
    • 0,009 N
    • 0,09 N
    • 0,9 N

    Отговор: 0,9 N

    F = 9·10⁹·10⁻⁶·10⁻⁶ / 0,1² = 0,9 N.

11. Две точки са на 5 mm една от друга по силова линия на еднородно поле с интензитет 2000 V/m. Какво е напрежението между тях?

    • 400 V
    • 10 V
    • 0,4 V
    • 100 V

    Отговор: 10 V

    U = E·d = 2000 V/m · 0,005 m = 10 V.

12. Два кондензатора по 4 μF са свързани последователно. Какъв е общият капацитет?

    • 8 μF
    • 2 μF
    • 4 μF
    • 16 μF

    Отговор: 2 μF

    При последователно свързване 1/C = 1/4 + 1/4 = 1/2, значи C = 2 μF.

13. Кондензатор с капацитет 2 μF е зареден до напрежение 50 V. Какъв заряд е натрупан на плочите му?

    • 25 μC
    • 52 μC
    • 100 μC
    • 0,04 μC

    Отговор: 100 μC (10⁻⁴ C)

    q = CU = 2·10⁻⁶·50 = 10⁻⁴ C = 100 μC.

14. Как се изменя силата на Кулон, ако единият заряд се увеличи 3 пъти и разстоянието също се увеличи 3 пъти?

    • увеличава се 3 пъти
    • намалява 3 пъти
    • не се изменя
    • намалява 9 пъти

    Отговор: намалява 3 пъти

    F ~ q₁q₂/r²: множителят е 3/9 = 1/3.

15. На някакво разстояние от точков заряд интензитетът е 900 N/C. Какъв е интензитетът в точка, три пъти по-далече от заряда?

    • 100 N/C
    • 300 N/C
    • 2700 N/C
    • 8100 N/C

    Отговор: 100 N/C

    E = kq/r²; при три пъти по-голямо разстояние интензитетът намалява 9 пъти: 900 : 9 = 100 N/C.

Магнитно поле

1. Коя е единицата за магнитна индукция в SI?

   • Тесла
   • Хенри
   • Гаус
   • Вебер

   Отговор: T (тесла)

   Магнитната индукция B се измерва в тесли (T).

2. Как се наричат полюсите на постоянния магнит?

   • положителен и отрицателен
   • анод и катод
   • горен и долен
   • северен и южен

   Отговор: северен и южен

   Всеки постоянен магнит има северен (N) и южен (S) полюс.

3. Как си взаимодействат два еднакви магнитни полюса?

   • Привличат се
   • Отблъскват се
   • Не си взаимодействат
   • Първо се привличат, после се отблъскват

   Отговор: Отблъскват се

   Едноименните магнитни полюси се отблъскват, а разноименните се привличат.

4. Какво показва опитът на Ерстед?

   • Че зарядите се отблъскват
   • Че светлината е вълна
   • Че магнитът създава ток
   • Че електричният ток създава магнитно поле

   Отговор: Че електричният ток създава магнитно поле

   Магнитна стрелка до проводник с ток се завърта.

5. Какви са индукционните линии на магнитното поле?

   • затворени линии
   • отсечки от + към −
   • лъчи от един център
   • линии, които се пресичат

   Отговор: затворени линии

   Магнитното поле няма магнитни заряди, затова линиите му са затворени.

6. Как си взаимодействат два успоредни проводника, по които текат токове в една и съща посока?

   • Отблъскват се
   • Не си взаимодействат
   • Привличат се
   • Завъртат се перпендикулярно

   Отговор: Привличат се

   Всеки проводник е в магнитното поле на другия; при еднопосочни токове силите на Ампер са привличащи.

7. Към коя група вещества спада желязото, което силно се привлича от магнит?

   • Диелектрици
   • Диамагнетици
   • Парамагнетици
   • Феромагнетици

   Отговор: Феромагнетици

   Феромагнетиците (желязо, никел, кобалт) силно усилват магнитното поле.

8. Кое правило определя посоката на индукционните линии около прав проводник с ток?

   • правилото на лявата ръка
   • законът на Ом
   • правилото на дясното винтче (дясната ръка)
   • законът на Кулон

   Отговор: правилото на дясното винтче (дясната ръка)

   Ако палецът на дясната ръка сочи тока, свитите пръсти показват посоката на линиите.

9. Кое правило определя посоката на силата на Ампер върху проводник с ток в магнитно поле?

   • Правилото на лявата ръка
   • Правилото на Ленц
   • Правилото на дясното винтче
   • Законът на Ом

   Отговор: Правилото на лявата ръка

   Индукционните линии влизат в дланта на лявата ръка, четирите пръста сочат тока, а палецът показва силата.

10. Проводник с дължина 0,2 m и ток 5 A е перпендикулярен на поле с индукция 0,4 T. Каква е магнитната сила?

    • 10 N
    • 0,04 N
    • 0,4 N
    • 4 N

    Отговор: 0,4 N

    F = IℓB = 5·0,2·0,4 = 0,4 N.

11. Как се изменя магнитната индукция в соленоид, ако токът през него се удвои?

    • увеличава се 4 пъти
    • намалява 2 пъти
    • не се изменя
    • увеличава се 2 пъти

    Отговор: увеличава се 2 пъти

    Индукцията в соленоида е право пропорционална на тока.

12. Каква е силата на Ампер върху проводник с ток, успореден на индукционните линии?

    • Максимална
    • Равна на BIl
    • Равна на BIl/2
    • Нула

    Отговор: Нула

    F = BIl sin α; при α = 0° sin α = 0 и сила няма.

13. Протон (q = 1,6·10⁻¹⁹ C) влиза със скорост 2·10⁶ m/s перпендикулярно на поле 0,5 T. Колко е магнитната сила?

    • 3,2·10⁻¹³ N
    • 6,4·10⁻¹³ N
    • 1,6·10⁻¹⁴ N
    • 1,6·10⁻¹³ N

    Отговор: 1,6·10⁻¹³ N

    F = qvB = 1,6·10⁻¹⁹·2·10⁶·0,5 = 1,6·10⁻¹³ N.

14. Проводник с дължина 0,5 m и ток 4 A сключва ъгъл 30° с индукционните линии на поле 0,2 T. Каква е магнитната сила?

    • 0,4 N
    • 0,2 N
    • 0,35 N
    • 0,1 N

    Отговор: 0,2 N

    F = BIl·sin α = 0,2 · 4 · 0,5 · 0,5 = 0,2 N.

15. Хоризонтален проводник с маса 20 g и дължина 0,5 m е перпендикулярен на хоризонтално поле 0,4 T. Какъв ток трябва да тече, за да „виси“ във въздуха? (g = 10 m/s²)

    • 0,5 A
    • 1 A
    • 2 A
    • 10 A

    Отговор: 1 A

    BIl = mg, откъдето I = mg/(Bl) = 0,02·10 / (0,4·0,5) = 1 A.

Заредени частици

1. На колко джаула е равен 1 електронволт?

   • 1,6·10⁻¹⁹ J
   • 9,1·10⁻³¹ J
   • 6,25·10¹⁸ J
   • 1 J

   Отговор: 1,6·10⁻¹⁹ J

   1 eV е енергията, която придобива електрон при ускоряване от напрежение 1 V: 1,6·10⁻¹⁹ C·1 V.

2. Коя частица има заряд −1,6·10⁻¹⁹ C?

   • протонът
   • неутронът
   • електронът
   • алфа-частицата

   Отговор: електронът

   Електронът носи отрицателен елементарен заряд.

3. Каква е приблизително масата на електрона?

   • 1,67·10⁻²⁷ kg
   • 9,1·10⁻³¹ kg
   • 1,6·10⁻¹⁹ kg
   • 6,02·10²³ kg

   Отговор: 9,1·10⁻³¹ kg

   Масата на електрона е около 9,1·10⁻³¹ kg, около 1840 пъти по-малка от масата на протона.

4. Електрон, първоначално в покой, се ускорява от напрежение 100 V. Каква кинетична енергия придобива?

   • 1 eV
   • 10 eV
   • 100 eV
   • 100 J

   Отговор: 100 eV

   E = eU: при 100 V енергията е 100 eV.

5. Кой е най-големият ускорител на частици в света?

   • Големият адронен колайдер в ЦЕРН
   • ускорителят в Института по физика в София
   • телескопът „Хъбъл“
   • реакторът в АЕЦ Козлодуй

   Отговор: Големият адронен колайдер в ЦЕРН

   Големият адронен колайдер е пръстен с обиколка около 27 km край Женева.

6. Извършва ли работа магнитната сила (силата на Лоренц) върху движеща се заредена частица?

   • Да, винаги
   • Само при положителни частици
   • Не, защото е перпендикулярна на скоростта
   • Само при много висока скорост

   Отговор: Не, защото е перпендикулярна на скоростта

   Силата на Лоренц е перпендикулярна на скоростта, затова не изменя големината на скоростта и кинетичната енергия.

7. Колко джаула са 100 eV?

   • 1,6·10⁻¹⁷ J
   • 6,25·10²⁰ J
   • 100 J
   • 1,6·10⁻²¹ J

   Отговор: 1,6·10⁻¹⁷ J

   100·1,6·10⁻¹⁹ = 1,6·10⁻¹⁷ J.

8. Как се движи заредена частица, влязла перпендикулярно на линиите на еднородно магнитно поле?

   • по права с ускорение
   • по парабола
   • по окръжност
   • спира

   Отговор: по окръжност

   Магнитната сила е перпендикулярна на скоростта и играе ролята на центростремителна сила.

9. Как се движи заредена частица, влязла в магнитно поле успоредно на индукционните линии?

   • По окръжност
   • По парабола
   • По спирала с намаляващ радиус
   • Праволинейно и равномерно

   Отговор: Праволинейно и равномерно

   При скорост, успоредна на B, силата на Лоренц е нула и частицата продължава праволинейно.

10. Какво природно явление се дължи на заредени частици от Слънцето, насочени от магнитното поле на Земята към полюсите?

    • Мираж
    • Дъга
    • Мълния
    • Полярно сияние

    Отговор: Полярно сияние

    Частиците се движат по индукционните линии към полюсите и възбуждат атомите на въздуха, които светят.

11. По каква траектория се движи електрон, влязъл в еднородно електрично поле перпендикулярно на силовите линии?

    • по парабола
    • по окръжност
    • по права линия
    • по спирала

    Отговор: по парабола

    Постоянната сила е перпендикулярна на началната скорост, както при хоризонтално хвърлено тяло.

12. В кой уред сноп електрони се ускорява и отклонява от полета, за да рисува изображение върху екран?

    • Електроннолъчевата тръба (осцилоскоп)
    • Трансформатор
    • Генератор
    • Електроскоп

    Отговор: Електроннолъчевата тръба (осцилоскоп)

    В електроннолъчевата тръба електроните се ускоряват от напрежение и се отклоняват от полета, като попадат на светещ екран.

13. Протон и електрон, първоначално в покой, се ускоряват от едно и също напрежение 1000 V. Как се сравняват кинетичните им енергии?

    • На протона е нула
    • Еднакви са
    • На протона е по-голяма
    • На електрона е по-голяма

    Отговор: Еднакви са (по 1000 eV)

    E = |q|U, а зарядите им са равни по големина. Скоростите им обаче са различни.

14. Как се изменя радиусът на окръжността на заредена частица в магнитно поле, ако скоростта ѝ се удвои?

    • увеличава се 4 пъти
    • намалява 2 пъти
    • не се изменя
    • увеличава се 2 пъти

    Отговор: увеличава се 2 пъти

    r = mv/(qB), значи радиусът е право пропорционален на скоростта.

15. Електрон (m = 9,1·10⁻³¹ kg, q = 1,6·10⁻¹⁹ C) влиза със скорост 10⁷ m/s перпендикулярно на поле 0,01 T. Какъв е радиусът на окръжността?

    • ≈ 0,57 mm
    • ≈ 5,7 mm
    • ≈ 5,7 cm
    • ≈ 57 cm

    Отговор: ≈ 5,7 mm

    r = mv/(qB) = 9,1·10⁻³¹·10⁷ / (1,6·10⁻¹⁹·0,01) ≈ 5,7·10⁻³ m.

Индукция и ток

1. Кой учен открива явлението електромагнитна индукция?

   • Кулон
   • Ерстед
   • Ампер
   • Фарадей

   Отговор: Майкъл Фарадей

   Фарадей открива електромагнитната индукция през 1831 г.

2. Каква е честотата на променливия ток в електрическата мрежа в България?

   • 60 Hz
   • 50 Hz
   • 230 Hz
   • 1 Hz

   Отговор: 50 Hz

   В Европа мрежата работи с честота 50 Hz.

3. Коя е единицата за магнитен поток?

   • Тесла (T)
   • Вебер (Wb)
   • Хенри (H)
   • Волт (V)

   Отговор: Вебер (Wb)

   Магнитният поток Φ = BS cos α се измерва във вебери: 1 Wb = 1 T·m².

4. С какъв ток работи трансформаторът?

   • Без ток
   • Само с постоянен
   • Само с променлив
   • И с двата еднакво

   Отговор: Само с променлив ток

   Трансформаторът работи чрез електромагнитна индукция, за която е нужно променящо се магнитно поле.

5. Какво преобразува генераторът на електрически ток?

   • електрична енергия в механична
   • механична енергия в електрична
   • топлинна енергия в светлинна
   • химична енергия в електрична

   Отговор: механична енергия в електрична

   В генератора въртенето на намотка в магнитно поле индуцира ток.

6. Какъв е периодът на променливия ток с честота 50 Hz?

   • 0,5 s
   • 0,2 s
   • 0,02 s
   • 50 s

   Отговор: 0,02 s

   T = 1/ν = 1/50 Hz = 0,02 s.

7. Ефективното напрежение в мрежата е 230 V. Колко е приблизително максималното (амплитудното) напрежение?

   • 325 V
   • 460 V
   • 163 V
   • 230 V

   Отговор: ≈ 325 V

   U_max = U·√2 = 230·1,414 ≈ 325 V.

8. Магнитният поток през контур се изменя равномерно с 0,6 Wb за 0,2 s. Колко е индуцираното ЕДН?

   • 0,12 V
   • 1,2 V
   • 0,3 V
   • 3 V

   Отговор: 3 V

   ε = ΔΦ/Δt = 0,6 / 0,2 = 3 V.

9. Контур с площ 0,05 m² е перпендикулярен на поле 0,4 T. Какъв е магнитният поток през него?

   • 0,2 Wb
   • 8 Wb
   • 0,008 Wb
   • 0,02 Wb

   Отговор: 0,02 Wb

   Φ = BS = 0,4 T · 0,05 m² = 0,02 Wb.

10. Първичната намотка на трансформатор има 1000 навивки и е на 220 V. Вторичната има 50 навивки. Какво е вторичното напрежение?

    • 11 V
    • 22 V
    • 110 V
    • 4400 V

    Отговор: 11 V

    U₂ = U₁·N₂/N₁ = 220·50/1000 = 11 V.

11. Магнит се приближава със северния си полюс към метален пръстен. Какъв полюс има полето на индукционния ток откъм магнита?

    • северен
    • южен
    • няма полюс
    • зависи от скоростта на магнита

    Отговор: северен

    По правилото на Ленц индукционният ток пречи на приближаването, затова отблъсква магнита със северен полюс.

12. Какво е самоиндукция?

    • Намагнитване на желязо от постоянен магнит
    • Индуциране на ЕДН в контур при изменение на собствения му ток
    • Индуциране на ток от постоянно магнитно поле
    • Зареждане на кондензатор

    Отговор: Индуциране на ЕДН в контур при изменение на собствения му ток

    При изменение на тока се изменя собственият магнитен поток на контура и в него се индуцира ЕДН, което пречи на изменението.

13. Идеален трансформатор има N₁/N₂ = 20. През вторичната намотка тече 10 A. Какъв е токът в първичната?

    • 200 A
    • 0,5 A
    • 2 A
    • 10 A

    Отговор: 0,5 A

    I₂/I₁ = N₁/N₂, затова I₁ = 10/20 = 0,5 A.

14. Една и съща мощност се пренася при напрежение 10 kV вместо при 1 kV. Колко пъти намаляват топлинните загуби в проводниците?

    • 10 пъти
    • 1000 пъти
    • 100 пъти
    • 2 пъти

    Отговор: 100 пъти

    Токът намалява 10 пъти, а загубите P = I²R намаляват 10² = 100 пъти.

15. Проводник с дължина 0,5 m се движи със скорост 4 m/s перпендикулярно на поле 0,2 T. Какво ЕДН се индуцира в него?

    • 0,4 V
    • 0,04 V
    • 4 V
    • 1,6 V

    Отговор: 0,4 V

    ε = Blv = 0,2 · 0,5 · 4 = 0,4 V.

Електромагнитни вълни

1. С каква скорост се разпространяват електромагнитните вълни във вакуум?

   • 3·10⁵ m/s
   • 3·10⁸ m/s
   • 3·10¹⁰ m/s
   • 340 m/s

   Отговор: 3·10⁸ m/s

   Всички електромагнитни вълни във вакуум се движат със скоростта на светлината c ≈ 3·10⁸ m/s.

2. Кой учен теоретично предсказва електромагнитните вълни?

   • Исак Нютон
   • Галилео Галилей
   • Анри Бекерел
   • Джеймс Максуел

   Отговор: Джеймс Максуел

   Максуел създава теорията на електромагнитното поле и предсказва вълните.

3. Кой учен пръв получава и регистрира електромагнитни вълни в опит (1887-1888 г.)?

   • Никола Тесла
   • Алесандро Волта
   • Хайнрих Херц
   • Майкъл Фарадей

   Отговор: Хайнрих Херц

   Хайнрих Херц получава електромагнитни вълни с искров вибратор и потвърждава теорията на Максуел.

4. Кой вид електромагнитно лъчение има най-малка дължина на вълната?

   • Инфрачервени лъчи
   • Ултравиолетови лъчи
   • Гама-лъчи
   • Радиовълни

   Отговор: Гама-лъчи

   Гама-лъчите са в края на скалата с най-голяма честота и най-малка дължина на вълната.

5. Кое лъчение предизвиква слънчевото изгаряне на кожата?

   • инфрачервеното
   • ултравиолетовото
   • радиовълните
   • микровълните

   Отговор: ултравиолетовото

   Ултравиолетовите лъчи имат достатъчно енергия, за да увреждат клетките на кожата.

6. Кое лъчение регистрират термокамерите и уредите за нощно виждане?

   • Ултравиолетовото
   • Инфрачервеното
   • Рентгеновото
   • Гама-лъчението

   Отговор: Инфрачервеното

   Нагретите тела, включително човешкото тяло, излъчват главно инфрачервени вълни, които термокамерите улавят.

7. Радиостанция излъчва на честота 100 MHz. Каква е дължината на вълната?

   • 0,3 m
   • 3 m
   • 30 m
   • 300 m

   Отговор: 3 m

   λ = c/ν = 3·10⁸ / 10⁸ = 3 m.

8. Кое лъчение се използва в медицината за снимки на костите?

   • инфрачервеното
   • радиовълните
   • рентгеновото
   • видимата светлина

   Отговор: рентгеновото

   Рентгеновите лъчи преминават през меките тъкани, но се поглъщат повече от костите.

9. Могат ли електромагнитните вълни да се разпространяват във вакуум?

   • Не, нужна им е среда
   • Само радиовълните
   • Само при ниска честота
   • Да, не им е нужна среда

   Отговор: Да, не им е нужна среда

   За разлика от звука, електромагнитните вълни не се нуждаят от среда; затова светлината от Слънцето достига до нас през вакуума.

10. Коя подредба е по нарастваща честота?

    • Рентгенови, гама, видима, радио
    • Видима, радио, рентгенови, инфрачервени
    • Радио, инфрачервени, видима, ултравиолетови
    • Ултравиолетови, видима, инфрачервени, радио

    Отговор: Радио, инфрачервени, видима, ултравиолетови

    Честотата нараства от радиовълните към гама-лъчите.

11. Каква е честотата на светлина с дължина на вълната 600 nm? (c = 3·10⁸ m/s)

    • 5·10¹⁴ Hz
    • 2·10¹⁴ Hz
    • 1,8·10¹⁷ Hz
    • 5·10¹² Hz

    Отговор: 5·10¹⁴ Hz

    ν = c/λ = 3·10⁸ / 6·10⁻⁷ = 5·10¹⁴ Hz.

12. Радиолокатор приема отразения от самолет сигнал 0,2 ms след излъчването. На какво разстояние е самолетът?

    • 60 km
    • 30 km
    • 15 km
    • 300 km

    Отговор: 30 km

    Сигналът изминава пътя два пъти: s = ct/2 = 3·10⁸ · 2·10⁻⁴ / 2 = 3·10⁴ m = 30 km.

13. Микровълнова фурна работи на 2,45 GHz. Каква е приблизително дължината на вълната?

    • 1,2 cm
    • 12 cm
    • 1,2 m
    • 8,2 m

    Отговор: ≈ 12 cm

    λ = c/ν = 3·10⁸ / 2,45·10⁹ ≈ 0,122 m ≈ 12 cm.

14. Как са ориентирани векторите E и B в електромагнитната вълна?

    • успоредно един на друг
    • по посоката на разпространение
    • перпендикулярно един на друг и на посоката на разпространение
    • под ъгъл 45° един спрямо друг

    Отговор: перпендикулярно един на друг и на посоката на разпространение

    Електромагнитната вълна е напречна: E ⊥ B и двата са перпендикулярни на скоростта.

15. За колко време светлината достига от Слънцето до Земята (разстояние 1,5·10¹¹ m)?

    • ≈ 8,3 секунди
    • ≈ 1,3 секунди
    • ≈ 8,3 минути
    • ≈ 1 час

    Отговор: ≈ 8,3 минути

    t = s/c = 1,5·10¹¹ / 3·10⁸ = 500 s ≈ 8,3 минути.

Финален въпрос