Нарисуй конденсатор в разрезе и отметь область, где сосредоточено электрическое поле; представь, что края пластин не влияют.

Для плоского идеального конденсатора емкость выражается через геометрические размеры пластин и диэлектрическую проницаемость среды: запиши общую формулу емкости через площадь и расстояние .

1. Определи площадь круглой пластины через её диаметр .
2. Подставь в общую формулу площадь и расстояние .
3. Упрость выражение, чтобы получить формулу для .
4. Выразите через , и .

Представь, что заряд на конденсаторе не меняется при изменении расстояния, пока он отключён от источника.

Используй соотношение и тот факт, что постоянен; запиши зависимость , подставив выражение для из плоской модели.

1. Запиши как функцию (используй площадь ).
2. Подставь в и учти, что .
3. Упрощай выражение, чтобы получить линейную зависимость в виде пропорции .
4. Выразите формулу вида .

Вспомни, как выглядит поле у краёв пластин и как это влияет на ёмкость при больших расстояниях.

Укажи, что отклонения связаны с краевыми эффектами и нарушением однородности поля вне идеальной модели плоского конденсатора.

1. Опиши, как при увеличении доля неоднородного поля у краёв становится значимой.
2. Объясни, почему это изменяет ёмкость относительно простой зависимости.
3. Укажи ещё возможные реальные причины отклонений (например, несовершенные геометрии, утечки и т.п.).
4. Выразите, что эти эффекты приведут к отклонению от линейной зависимости , полученной в идеальной модели.

Вспомни, в каком направлении действует сила на проводник с током в магнитном поле и от чего она зависит.

Запиши общую формулу силы, действующей на участок проводника длины с током в магнитном поле индукции , учитывая угловое расположение.

1. Определи направление тока и направление магнитного поля на схеме.
2. Запиши силу в виде с учётом синуса угла между направлением тока и полем (если нужно).
3. Выразите формулу силы, действующей на стержень, через , и .

Подумай, как можно измерить силу, действующую на стержень, не имея прямого динамометра: какие равновесные силы можно использовать?

Используй условие равновесия сил: сила Лоренца уравновешивается разностью компонент силы тяжести и реакции подвесов; запиши баланс сил для установившегося положения или малых отклонений.

1. Определи, какие величины на схеме можно измерить непосредственно (например, угол отклонения, расстояние, силу тока , массу стержня ).
2. Запиши связь между измеряемыми величинами и силой () через уравнение равновесия или через измерение изменения натяжения в подвесах.
3. Составь формулу для расчёта по измеренным величинам и току .
4. Выразите через измеренные параметры (например, через , и наблюдаемое смещение/угол).

На что реально влияет длина проводника, когда часть его выходит за пределы однородного магнитного поля?

Определи «эффективную длину» как ту часть проводника, которая находится в области значимого магнитного поля и дает вклад в силу: — длина пересечения с полем.

1. Опиши, как в эксперименте можно изменять (смещением стержня относительно зазора магнита или изменением положения магнитной системы).
2. Предложи измерение силы при разных положениях, чтобы определить зависимость и найти из наклона графика vs .
3. Определи, как по экспериментальным данным (градиенту по и известном ) вычислить .
4. Выразите через наклон зависимости и известные величины .

Посмотри на два графика и подумай, какие систематические ошибки могли привести к расхождению (например, учтён ли нулевой сдвиг, правильны ли единицы).

Сравни экспериментальные наклоны зависимостей с ожидаемыми из теории ; предложи уточнить графики, вычитая смещение по оси и подгоняя через ноль.

1. Проведи проверку: вычисли наклон каждой зависимости и сравни значения из наклона при известном .
2. Предложи простой способ уточнения — измерить зависимость при и устранить смещение, а также сделать дополнительные точки при малых и больших .
3. Определи, какая из зависимостей более надежна по линейности и плотности точек, и аргументируй выбор.
4. Выразите, какой график следует принять за более достоверный и почему (опираясь на критерии: близость к прямой через начало координат, равномерность точек).

Сравни фото установки с тем, что видно на экране: какие элементы должны быть для получения такого сигнала, и чего не хватает на фото?

Укажи несоответствие между последовательным соединением катушек на фото и формой сигнала на экране (например, число пиков/полюсов и их ширина не согласуются с количеством катушек/витков).

1. Определи, какое изображение на экране соответствовало бы реальной последовательности катушек и одному падающему магниту.
2. Укажи явное противоречие (например, форма сигнала или временные интервалы не соответствуют толщине/расстояниям между катушками).
3. Выразите, в чём именно состоит несоответствие между фотографией установки и монитором.

Вспомни, как форма сигнала индуцированного напряжения связана с ускорением магнитного потока при движении магнита через катушку.

Проверь линейность или квадратичность зависимости времени прохождения между соседними сигналами: для равноускоренного движения расстояние между событиями во времени меняется определённым образом; назови метод проверки (сравнение интервалов или построение графика координаты от ).

1. Измерь по сетке на графике интервалы между соответствующими пиками/провалами (временные интервалы).
2. Проверь, как эти интервалы меняются при движении магнита и попробуй подогнать зависимость к модели равноускоренного движения (например, через пропорциональность координаты к ).
3. На основе изменения интервалов или несоответствий сделай вывод о том, можно ли считать движение равноускоренным.
4. Выразите вывод о равномерности ускорения (да/нет) с обоснованием по поведению временных интервалов между сигналами.

Воспользуйся тем, что катушки расположены на равных расстояниях и последовательные сигналы на графике соответствуют прохождению магнита мимо соседних катушек.

При условии равноускоренного движения с заданным используй связь между временем прохождения и пройденным расстоянием: ; это позволит связать измеренные временные интервалы с расстоянием между катушками.

1. Определи на графике времена появления последовательных одинаковых особенностей (пики или провалы) и измерь интервалы между ними.
2. Используя и разность времен между соседними событиями, вырази расстояние между соседними катушками .
3. Подставь числовые значения интервалов (из графика) и чтобы вычислить .
4. Выразите расстояние между соседними катушками через измеренные интервалы времени и ускорение .

Подумай, от каких величин зависит амплитуда индуцированного напряжения в катушке при прохождении магнита: изменение магнитного потока, число витков и геометрия катушки.

Используй закон Фарадея: ЭДС индукции связана с скоростью изменения магнитного потока через катушку, учитывая число витков и площадь поперечного сечения магнитa.

1. Оцени характерную скорость прохождения магнита через катушку, используя промежутки времени и (или найденные скорости на соответствующих позициях).
2. Оцени изменение потока примерно как за характерное время прохождения через катушку, и используй .
3. Вырази индукцию через измеренную амплитуду напряжения, число витков , площадь и характерное время перехода (или скорость): .
4. Выразите оценочное значение через амплитуду сигнала, , и измеренное время пересечения.