Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 25 № 3698
i

Тон­кий стер­жень дли­ной l=50см на­чи­на­ет дви­гать­ся из со­сто­я­ния покоя с по­сто­ян­ным уско­ре­ни­ем. Дви­же­ние про­ис­хо­дит в од­но­род­ном маг­нит­ном поле ин­дук­ци­ей B=2 Тл, линии ко­то­ро­го пер­пен­ди­ку­ляр­ны стерж­ню и на­прав­ле­нию его ско­ро­сти. К мо­мен­ту, когда стер­жень сме­стил­ся от ис­ход­но­го по­ло­же­ния на рас­сто­я­ние x=20см, раз­ность по­тен­ци­а­лов между кон­ца­ми стерж­ня была равна U=0,5В. Най­ди­те уско­ре­ние стерж­ня.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

ЭДС ин­дук­ции в про­вод­ни­ке, дви­жу­щем­ся в од­но­род­ном маг­нит­ном поле: |\mathcalE |=Bl v , где  v   — мгно­вен­ная ско­рость дви­же­ния про­вод­ни­ка.

Пусть про­вод­ник дви­жет­ся время t, в ко­неч­ном по­ло­же­нии имеет ско­рость  v _к, а ЭДС ин­дук­ции на кон­цах про­вод­ни­ка равна |\mathcalE| = Bl v _к . Тогда  v _к = дробь: чис­ли­тель: |\mathcalE|, зна­ме­на­тель: Bl конец дроби = дробь: чис­ли­тель: U, зна­ме­на­тель: конец дроби Bl.

Для рав­но­уско­рен­но­го дви­же­ния t = дробь: чис­ли­тель: v _к, зна­ме­на­тель: a конец дроби , а пе­ре­ме­ще­ние x = дробь: чис­ли­тель: at в квад­ра­те }2 = дробь: чис­ли­тель: {, зна­ме­на­тель: конец дроби upsilon_к в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2a конец дроби , от­ку­да a= дробь: чис­ли­тель: v _к в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2x конец дроби . Таким об­ра­зом,

a= дробь: чис­ли­тель: U в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2x B в квад­ра­те l в квад­ра­те конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 0,5 в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 умно­жить на 0,2 умно­жить на 2 в квад­ра­те умно­жить на 0,5 в квад­ра­те конец дроби м/с в квад­ра­те = 0,625 м/с в квад­ра­те .

Ответ: 0,625 м/с в квад­ра­те .

 

При­ме­ча­ние.

Решая эту за­да­чу, уча­щи­е­ся не­ред­ко сле­ду­ю­щую до­пус­ка­ют ошиб­ку.

 

НЕ­ВЕР­НОЕ РЕ­ШЕ­НИЕ

При дви­же­нии про­во­дя­ще­го стерж­ня в од­но­род­ном маг­нит­ном поле, пер­пен­ди­ку­ляр­ном ли­ни­ям ин­дук­ции, между кон­ца­ми стерж­ня воз­ни­ка­ет раз­ность по­тен­ци­а­лов. Она опре­де­ля­ет­ся маг­нит­ным по­то­ком через пло­щадь, «за­ме­та­е­мую» этим стерж­нем за малое время \Delta t, и по мо­ду­лю равна ЭДС ин­дук­ции. В дан­ном слу­чае этот поток равен\Delta \Phi =B умно­жить на \Delta S=Blx. Тогда U=|\mathcalE _i|= дробь: чис­ли­тель: Blx, зна­ме­на­тель: \Delta t конец дроби . Со­глас­но за­ко­нам рав­но­уско­рен­но­го дви­же­ния x = дробь: чис­ли­тель: v в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2a конец дроби , \Delta t= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 2x, зна­ме­на­тель: a конец дроби конец ар­гу­мен­та . От­ку­да на­хо­дим: a= дробь: чис­ли­тель: 2U в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: xB в квад­ра­те l в квад­ра­те конец дроби = 2,5м/с в квад­ра­те .

 

Ошиб­ка со­сто­ит в том, что фор­му­ла U=|\mathcalE_i|= дробь: чис­ли­тель: Blx, зна­ме­на­тель: \Delta t конец дроби вы­во­дит­ся (как и на­пи­са­но выше) в пред­по­ло­же­нии о малом вре­ме­ни \Delta t и малом пе­ре­ме­ще­нии за это время. Под­став­лять в нее пол­ное время дви­же­ния \Delta t = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 2h, зна­ме­на­тель: a конец дроби конец ар­гу­мен­та нель­зя.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния от­ве­та на за­да­ние С6 Баллы
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 вво­ди­мые в ре­ше­нии бук­вен­ные обо­зна­че­ния фи­зи­че­ских ве­ли­чин (за ис­клю­че­ни­ем обо­зна­че­ний кон­стант, ука­зан­ных в ва­ри­ан­те КИМ, и обо­зна­че­ний, ис­поль­зу­е­мых в усло­вии за­да­чи);
III) про­ве­де­ны не­об­хо­ди­мые ма­те­ма­ти­че­ские пре­об­ра­зо­ва­ния (до­пус­ка­ет­ся вер­баль­ное ука­за­ние на их про­ве­де­ние) и рас­че­ты, 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 сле­ду­ю­щие не­до­стат­ки.
За­пи­си, со­от­вет­ству­ю­щие пунк­ту II, пред­став­ле­ны не в пол­ном объ­е­ме или от­сут­ству­ют.

ИЛИ

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

ИЛИ

В не­об­хо­ди­мых ма­те­ма­ти­че­ских пре­об­ра­зо­ва­ни­ях или вы­чис­ле­ни­ях до­пу­ще­ны ошиб­ки, и (или) пре­об­ра­зо­ва­ния/вы­чис­ле­ния не до­ве­де­ны до конца.

ИЛИ

От­сут­ству­ет пункт IV, или в нем до­пу­ще­на ошиб­ка.

2
Пред­став­ле­ны за­пи­си, со­от­вет­ству­ю­щие од­но­му из сле­ду­ю­щих слу­ча­ев.
Пред­став­ле­ны толь­ко по­ло­же­ния и фор­му­лы, вы­ра­жа­ю­щие фи­зи­че­ские за­ко­ны, при­ме­не­ние ко­то­рых не­об­хо­ди­мо для ре­ше­ния за­да­чи, без каких-⁠либо пре­об­ра­зо­ва­ний с их ис­поль­зо­ва­ни­ем, на­прав­лен­ных на ре­ше­ние за­да­чи, и от­ве­та.

ИЛИ

В ре­ше­нии от­сут­ству­ет ОДНА из ис­ход­ных фор­мул, не­об­хо­ди­мая для ре­ше­ния 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 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
Мак­си­маль­ное ко­ли­че­ство бал­лов 3

Аналоги к заданию № 2989: 3698 Все

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 3.4.4 ЭДС ин­дук­ции в пря­мом про­вод­ни­ке дли­ной l, дви­жу­щем­ся со ско­ро­стью v
Андрей Косарев 27.04.2021 13:30

Доб­рый день! Воз­мож­но я уже писал по по­во­ду этой за­да­чи, но на­пи­шу еще раз.

Не счи­таю дан­ное ре­ше­ние пра­виль­ным. Слово "за­ме­та­е­мую" ни­чуть не до­бав­ля­ет по­ни­ма­ния юному уму. Слово "тон­кий" же на­о­бо­рот го­во­рит, что стер­жень не имеет ни­ка­кой пло­ща­ди. Так что поток в в од­но­род­ном поле ни­чуть не ме­ня­ет­ся! Дан­ное ре­ше­ние же лишь сов­па­да­ет с пра­виль­ным! Я пред­ло­жу аль­тер­на­ти­ву - нужно всего лишь уров­нять силы Ло­рен­ца и элек­тро­ста­ти­че­скую силы через 1 метр дви­же­ния - по­лу­ча­ет­ся тот же ответ и идео­ло­ги­че­ски более пра­виль­ное ре­ше­ние. Если нужно будет, то я с ра­до­стью на­пи­шу дру­гое ре­ше­ние вам на про­вер­ку. Хо­те­лось бы, чтобы дети по­ни­ма­ли суть вещей, а не под­го­ня­ли ре­ше­ния к пра­виль­но­му от­ве­ту, ведь за­ра­нее ответ мы редко можем знать.

Ирина Леонидовна Бочарова

Сила Ло­рен­ца дей­ству­ет на сво­бод­но дви­жу­щи­е­ся за­ря­ды, чтобы при­ме­нять ее в дан­ном слу­чае, нужно что-то объ­яс­нять. На­при­мер, что за­ря­ды успе­ют пе­ре­рас­пре­де­лить­ся за время дви­же­ния стерж­ня. Не уве­ре­ны, что по­лу­чит­ся проще, чем с пло­ща­дью. При­сы­лай­те ваше ре­ше­ние сюда или в об­суж­де­ния в нашу груп­пу ВК — об­су­дим.