Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 25 № 35231
i

По П-⁠об­раз­но­му про­вод­ни­ку по­сто­ян­но­го се­че­ния сколь­зит со ско­ро­стью υ пе­ре­мыч­ка мас­сой m  =  0,3 кг, дли­ной 1  =  1 м и со­про­тив­ле­ни­ем R  =  0,025 Ом c по­сто­ян­ной ско­ро­стью υ  =  2 м/⁠с. Про­вод­ни­ки, об­ра­зу­ю­щие кон­тур, по­ме­ще­ны в по­сто­ян­ное од­но­род­ное маг­нит­ное поле, век­тор ин­дук­ции ко­то­ро­го на­прав­лен пер­пен­ди­ку­ляр­но плос­ко­сти про­вод­ни­ков (см. рис.) и равен 0,15 Тл. Най­ди­те силу F, с ко­то­рой тянут пе­ре­мыч­ку. Ко­эф­фи­ци­ент тре­ния между пе­ре­мыч­кой и про­вод­ни­ком равен 0,25. Со­про­тив­ле­ние между про­вод­ни­ка­ми в точ­ках кон­так­та пре­не­бре­жи­мо мало, а со­про­тив­ле­ние про­во­дов ве­ли­ко.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

В про­вод­ни­ке, дви­жу­щем­ся в маг­нит­ном поле, воз­ни­ка­ет ЭДС ин­дук­ции, рав­ная  \mathcalE _i=B v l синус альфа , при этом  синус альфа =1.

По за­ко­ну Ома для за­мкну­той цепи в про­вод­ни­ке воз­ни­ка­ет ин­дук­ци­он­ный ток, на­прав­лен­ный по пра­ви­лу левой руки вверх и рав­ный I_i= дробь: чис­ли­тель: \mathcalE _i, зна­ме­на­тель: R конец дроби .

На про­вод­ник с током, дви­жу­щий­ся в маг­нит­ном поле, дей­ству­ет сила Ам­пе­ра, ко­то­рая по пра­ви­лу левой руки на­прав­ле­на влево и рав­ная F_A=BIl синус бета , где  синус бета =1.

Таким об­ра­зом, на пе­ре­мыч­ку дей­ству­ют сила, тя­ну­щая пе­ре­мыч­ку, сила тре­ния, сила Ам­пе­ра, сила тя­же­сти и сила ре­ак­ции опоры. При­ме­ним вто­рой закон Нью­то­на с уче­том, что a=0:

\vecF плюс \vecF_A плюс \vecF_тр плюс m\vecg плюс \vecN=0.

В про­ек­ции на оси:

Ox:F минус F_A минус F_тр=0;

Oy:N минус mg=0.

Сила тре­ния сколь­же­ния равна F_тр=\mu N.

Объ­еди­няя фор­му­лы, на­хо­дим силу, ко­то­рая тащим пе­ре­мыч­ку:

F= дробь: чис­ли­тель: B в квад­ра­те v l в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: R конец дроби плюс \mu mg= дробь: чис­ли­тель: 0,15 в квад­ра­те умно­жить на 1 умно­жить на 2, зна­ме­на­тель: 0,025 конец дроби плюс 0,25 умно­жить на 0,3 умно­жить на 10=2,55Н.

Ответ: 2,55 Н.

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: 3.4.4 ЭДС ин­дук­ции в пря­мом про­вод­ни­ке дли­ной l, дви­жу­щем­ся со ско­ро­стью v