PDF-версии: 
Электрочайник, потребляющий мощность 
присоединен через выключатель и шнур к сети постоянного тока с напряжением 
Чайник полностью заполнили водой и включили нагрев. Спустя время 
вода в чайнике закипела. Оцените, на сколько градусов нагрелись за это время подводящие ток проводники в шнуре питания чайника, если длина шнура 
диаметр проводников в нем, изготовленных из меди, равен 
а потерями выделяющейся в них теплоты можно пренебречь. Удельное сопротивление меди 
плотность меди 
Решение. Мощность электрического тока, проходящего по цепи питания чайника, равна 
а ток в цепи 
Поскольку этот ток проходит последовательно через первый проводник в шнуре питания, нагревательный элемент чайника и второй проводник в шнуре, то тепловая мощность, выделяющаяся в шнуре, по закону Джоуля — Ленца равна 
где 
— удвоенное сопротивление одного из двух одинаковых проводников питания нагревательного элемента, равное для однородных проводников 
где 
— площадь сечения одного проводника
Количество теплоты, выделившейся в шнуре за время t, равно 
Масса m меди в проводах, нагреваемых током, равна 
где объем меди равен 
Потерями теплоты от проводников в шнуре мы пренебрегаем, поэтому 
и искомое изменение температуры:
При подстановке значений величин получаем:
Ответ: 21 °C.
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|---|
Приведено полное решение, включающее следующие элементы: I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: мощность электрического тока, одинаковость сил тока в последовательной соединенных элементах электрической цепи, закон Джоуля-Ленца, формулы для сопротивления и массы однородного проводника в зависимости от его длины и сечения); 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 расчеты (подстановка числовых данных в конечную формулу), приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями); IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины. | 2 |
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объеме или отсутствуют. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачеркнуты. 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 нем допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины). | 1 |
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок | 0 |
| Максимальный балл | 2 |