Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 25 № 33049
i

Квад­рат­ная рамка из мед­но­го про­во­да по­ме­ще­на в од­но­род­ное поле элек­тро­маг­ни­та. На ри­сун­ке при­ве­ден гра­фик за­ви­си­мо­сти от вре­ме­ни t для про­ек­ции Bn век­то­ра ин­дук­ции рамки. Удель­ное со­про­тив­ле­ние меди \rho=1,7 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 8 пра­вая круг­лая скоб­ка Ом умно­жить на м. Длина сто­ро­ны рамки l  =  10 см; пло­щадь по­пе­реч­но­го се­че­ния про­во­да S_0=2 мм в квад­ра­те . За какое время τ в рамке вы­де­лит­ся ко­ли­че­ство теп­ло­ты Q=3 умно­жить на 10 в сте­пе­ни 4 Дж?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

При из­ме­не­нии маг­нит­но­го поля ме­ня­ет­ся маг­нит­ный поток \Phi левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка =B левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка S через рамку пло­ща­дью S=l в квад­ра­те . В ре­зуль­та­те яв­ле­ния элек­тро­маг­нит­ной ин­дук­ции в рамке воз­ни­ка­ет ЭДС ин­дук­ции, рав­ная по за­ко­ну Фа­ра­дея:

 \mathcalE _i= минус дробь: чис­ли­тель: \Delta\Phi, зна­ме­на­тель: \Delta t конец дроби = минус дробь: чис­ли­тель: \Delta B_nS, зна­ме­на­тель: \Delta t конец дроби .

В рамке воз­ни­ка­ет ин­дук­ци­он­ный ток, ко­то­рый по за­ко­ну Ома для за­мкну­той цепи равен:

I= дробь: чис­ли­тель: \mathcalE _i, зна­ме­на­тель: R конец дроби = минус дробь: чис­ли­тель: \Delta B_nS, зна­ме­на­тель: R\Delta t конец дроби .

Со­про­тив­ле­ние про­вод­ни­ка най­дем по фор­му­ле R=\rho дробь: чис­ли­тель: 4l, зна­ме­на­тель: S_0 конец дроби . Со­глас­но за­ко­ну Джо­у­ля  — Ленца за время τ в рамке вы­де­лит­ся ко­ли­че­ство теп­ло­ты:

Q=I в квад­ра­те R\Delta t= дробь: чис­ли­тель: левая круг­лая скоб­ка \Delta B_nS пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: R\tau конец дроби = дробь: чис­ли­тель: левая круг­лая скоб­ка \Delta В_n пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те l в кубе S_0, зна­ме­на­тель: 4\rho\tau конец дроби .

Ис­поль­зуя гра­фик, за­пи­шем урав­не­ние за­ви­си­мо­сти B_n=0,6 минус 0,1\tau. Тогда \Delta B_n= минус 0,1\tau.

Под­став­ля­ем в по­лу­чен­ное урав­не­ние и вы­ра­жа­ем время:

\tau= дробь: чис­ли­тель: 4Q\rho, зна­ме­на­тель: 0,1 в квад­ра­те l в кубе S_0 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 4 умно­жить на 3 умно­жить на 10 в сте­пе­ни 4 умно­жить на 1,7 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 8 пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на 0,1 в кубе умно­жить на 2 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 6 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби =1,02 умно­жить на 10 в сте­пе­ни 8 с.

Ответ: 1,02 умно­жить на 10 в сте­пе­ни 8 с.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы

При­ве­де­но пол­ное ре­ше­ние, вклю­ча­ю­щее сле­ду­ю­щие эле­мен­ты:

I) за­пи­са­ны по­ло­же­ния тео­рии и фи­зи­че­ские за­ко­ны, за­ко­но­мер­но­сти, при­ме­не­ние ко­то­рых не­об­хо­ди­мо для ре­ше­ния за­да­чи вы­бран­ным спо­со­бом;

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) пред­став­ле­ны 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 име­ет­ся 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 и не зачёрк­ну­ты.

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 и до­ста­точ­но 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
Источник: ЕГЭ по фи­зи­ке 05.06.2023. Ос­нов­ная волна. Раз­ные за­да­чи
Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 3.4.3 Закон элек­тро­маг­нит­ной ин­дук­ции Фа­ра­дея