Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 23 № 40269
i

В од­но­род­ном го­ри­зон­таль­ном маг­нит­ном поле с ин­дук­ци­ей B  =  0,5 Тл на го­ри­зон­таль­ной под­став­ке лежит пря­мой алю­ми­ни­е­вый про­вод по­сто­ян­но­го по­пе­реч­но­го се­че­ния, ко­то­рый ори­ен­ти­ро­ван пер­пен­ди­ку­ляр­но век­то­ру маг­нит­ной ин­дук­ции. По этому про­во­ду про­пус­ка­ют по­сто­ян­ный элек­три­че­ский ток такой силы, что про­вод пе­ре­стаёт да­вить на под­став­ку. Чему равно па­де­ние на­пря­же­ния в расчёте на еди­ни­цу длины дан­но­го про­во­да? Удель­ное со­про­тив­ле­ние алю­ми­ния  \lambda = 0,028Ом умно­жить на мм в квад­ра­те /м. Ме­ха­ни­че­ским вли­я­ни­ем удалённых кон­цов про­во­да можно пре­не­бречь.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

1.  Про­вод с пло­ща­дью по­пе­реч­но­го се­че­ния S в от­сут­ствие в нём тока давит на под­став­ку вниз по вер­ти­ка­ли с силой, рав­ной весу про­во­да  P = mg = \rho V g = \rho S l g, где m,  \rho и V  — масса, плот­ность и объём этого про­во­да.

2.  При про­пус­ка­нии по про­во­ду в нуж­ном на­прав­ле­нии по­сто­ян­но­го тока I в маг­нит­ном поле B воз­ни­ка­ет сила Ам­пе­ра  F_А = IBl синус альфа , на­прав­лен­ная вер­ти­каль­но вверх. Здесь  альфа   — угол между на­прав­ле­ни­ем тока и век­то­ром ин­дук­ции. В нашем слу­чае  альфа = 90 гра­ду­сов и  синус альфа = 1.

3.  Чтобы про­вод не давил на под­став­ку, сумма дей­ству­ю­щих на него по вер­ти­ка­ли сил долж­на рав­нять­ся нулю:  P = F_А, или  \rho Slg = IBl, от­ку­да  I = дробь: чис­ли­тель: \rho Sg, зна­ме­на­тель: B конец дроби .

4.  По за­ко­ну Ома для участ­ка цепи, U  =  IR, где со­про­тив­ле­ние про­во­да  R = дробь: чис­ли­тель: \lambda l, зна­ме­на­тель: S конец дроби . От­сю­да  U = дробь: чис­ли­тель: \rho \lambda gl, зна­ме­на­тель: B конец дроби и  дробь: чис­ли­тель: U, зна­ме­на­тель: l конец дроби = дробь: чис­ли­тель: \rho \lambda g, зна­ме­на­тель: B конец дроби . Под­став­ляя чис­лен­ные дан­ные из усло­вия, с учётом плот­но­сти алю­ми­ния  \rho = 2700кг/м в кубе , по­лу­ча­ем:

 дробь: чис­ли­тель: U, зна­ме­на­тель: l конец дроби = 2700 умно­жить на 0,028 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 6 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 10, зна­ме­на­тель: 0,5 конец дроби \approx 1,5мВ/м.

Ответ:  дробь: чис­ли­тель: U, зна­ме­на­тель: l конец дроби = дробь: чис­ли­тель: \rho \lambda g, зна­ме­на­тель: B конец дроби \approx 1,5мВ/м.

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

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 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)

1

Все слу­чаи ре­ше­ния, ко­то­рые не со­от­вет­ству­ют вы­ше­ука­зан­ным кри­те­ри­ям вы­став­ле­ния оце­нок в 1 или 2 балла

0
Мак­си­маль­ный балл2

Аналоги к заданию № 40269: 40295 Все

Источник: Стат­Град: Тре­ни­ро­воч­ная ра­бо­та по фи­зи­ке 03.12.2024, ва­ри­ант ФИ2410201
Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 3.3.3 Сила Ам­пе­ра, её на­прав­ле­ние и ве­ли­чи­на