Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 28 № 25047

Маленький шарик массой m = 1 г с зарядом q > 0, подвешенный к потолку на лёгкой шёлковой нитке длиной l = 0,8 м, находится в горизонтальном однородном электростатическом поле \vec E с модулем напряжённости поля E = 6 · 105 В/м (см. рис.). Шарик отпускают с нулевой начальной скоростью из положения, в котором нить вертикальна. В момент, когда нить образует с вертикалью угол  альфа =30 градусов, модуль скорости шарика υ = 0,8 м/с. Чему равен заряд шарика q? Сопротивлением воздуха пренебречь.

Спрятать решение

Решение.

Так как по условию задачи сопротивлением воздуха можно пренебречь, можно применить теорему о кинетической энергии: A_э плюс A_тяж=\Delta W_k. Работа электростатического поля равна Aэ = Eqd, где перемещение тела в электростатическом поле равно d=l синус альфа .

Работа силы тяжести равна Aтяж = −mgh, при этом тело поднялось на высоту h=l левая круглая скобка 1 минус косинус альфа правая круглая скобка . С учетом, что начальная скорость шарика равнялась 0, получаем

qEl синус альфа минус mgl левая круглая скобка 1 минус косинус альфа правая круглая скобка = дробь: числитель: m v в квадрате , знаменатель: 2 конец дроби .

Находим заряд шарика

q= дробь: числитель: m левая круглая скобка дробь: числитель: v в квадрате , знаменатель: 2 конец дроби плюс gl левая круглая скобка 1 минус косинус альфа правая круглая скобка правая круглая скобка , знаменатель: El синус альфа конец дроби = дробь: числитель: 10 в степени левая круглая скобка минус 3 правая круглая скобка умножить на левая круглая скобка дробь: числитель: 0,64, знаменатель: 2 конец дроби плюс 10 умножить на 0,8 умножить на левая круглая скобка 1 минус косинус 30 градусов правая круглая скобка правая круглая скобка , знаменатель: 6 умножить на 10 в степени 5 умножить на 0,8 умножить на 0,5 конец дроби \approx 5,8нКл.

Ответ: 5,8 нКл.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Критерии оценивания выполнения заданияБаллы
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом: (в данном случае: принцип суперпозиции сил, закон Ома, формулы сопротивления проводника и силы Ампера, правило левой руки);

II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);

III) проведены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);

IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины

3
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования. Но имеются один или несколько из следующих недостатков.

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.

И (ИЛИ)

В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены в скобки, рамку и т. п.).

И (ИЛИ)

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.

И (ИЛИ)

Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины).

2
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения данной задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи.

ИЛИ

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения данной задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

ИЛИ

В ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения данной задачи (или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным

критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.

0
Максимальный балл3

Аналоги к заданию № 11954: 25047 Все

Источник: ЕГЭ по физике 2021. Досрочная волна. Вариант 1