РЕШУ ЕГЭ — физика

Задания

Три параллельных длинных провода натянуты горизонтально между опорами линии электропередачи. Провода «1» и «2» находятся в одной горизонтальной плоскости, причём расстояние между ними равно a. Провод «3» расположен над ними, при этом расстояние от провода «3» до каждого из проводов «1» и «2» равно $a дробь: числитель: корень из: начало аргумента: 2 конец аргумента , знаменатель: 2 конец дроби$ (см. рис. а и б).

Рисунок а)

Рисунок б)

В проводах «1» и «2» текут постоянные электрические токи силой I в противоположных направлениях, а в проводе «3» течёт постоянный ток силой 2I в направлении, совпадающем с направлением тока в проводе «1». Определите направление результирующей силы Ампера, действующей на провод «3» со стороны проводов «1» и «2». Сделайте рисунок, изобразив на нем вблизи провода «3» векторы магнитной индукции магнитных полей, созданных проводами «1» и «2», вектор магнитной индукции результирующего магнитного поля и искомый вектор силы Ампера. Ответ поясните, опираясь на законы электродинамики.

Решение. На провод «3» со стороны проводов «1» и «2» действует результирующая сила, направленная влево (см. рис.).

1)  Вокруг прямых проводников «1» и «2» возникает магнитное поле. Линии индукции магнитного поля, создаваемого каждым проводом, являются окружностями, центры которых лежат на этом проводе. Направление линий индукции магнитного поля определяется правилом буравчика (см. рисунок).

2)  Вектор магнитной индукции результирующего магнитного поля в области проводника «3» определяется при помощи принципа суперпозиции магнитных полей: $\vecB_12=\vecB_1 плюс \vecB_2,$ где $\vecB_1$ и $\vecB_2$   — векторы индукции магнитных полей, созданных проводами «1» и «2».

3)  Поскольку провод «3» находится на одинаковом расстоянии $a дробь: числитель: корень из: начало аргумента: 2 конец аргумента , знаменатель: 2 конец дроби$ от каждого из проводов «1» и «2», и по проводникам протекают токи одинаковой силы, то $|\vecB_1| =|\vecB_2|.$ Из геометрических соображений следует, что угол между векторами $\vecB_1$ и $\vecB_2$ прямой (см. рисунок). Следовательно, вектор магнитной индукции $\vecB_12$ направлен вертикально вверх.

4)  Со стороны результирующего магнитного поля на проводник «3» с током действует сила Ампера $\vecF_A,$ направление которой определяется согласно правилу левой руки. Таким образом, результирующая сила Ампера, действующая на провод «3» со стороны проводов «1» и «2», направлена горизонтально влево.

Ответ: на провод «3» со стороны проводов «1» и «2» действует результирующая сила Ампера, направленная влево.

Критерии проверки:

Критерии оценивания выполнения задания	Баллы
Приведено полное правильное решение, включающее правильный ответ и исчерпывающие верные рассуждения с прямым указанием наблюдаемых явлений и законов	3
Дан правильный ответ, и приведено объяснение, но в решении имеется один или несколько из следующих недостатков. В объяснении не указано или не использованы одно из физических явлений, свойств, определений или один из законов (формул), необходимых для полного верного объяснения. (Утверждение, лежащее в основе объяснения, не подкреплено соответствующим законом, свойством, явлением, определением и т.п.) И (ИЛИ) Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но в них содержится один логический недочёт. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты. И (ИЛИ) В решении имеется неточность в указании на одно из физических явлений, свойств, определений, законов (формул), необходимых для полного верного объяснения	2
Представлено решение, соответствующее одному из следующих случаев. Дан правильный ответ на вопрос задания, и приведено объяснение, но в нём не указаны два явления или физических закона, необходимых для полного верного объяснения. ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, направленные на получение ответа на вопрос задания, не доведены до конца. ИЛИ Указаны все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеющиеся рассуждения, приводящие к ответу, содержат ошибки. ИЛИ Указаны не все необходимые для объяснения явления и законы, закономерности, но имеются верные рассуждения, направленные на решение задачи	1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла	0
Максимальный балл	3

№ п/п	№ задания	Ответ
1	42798	на провод «3» со стороны проводов «1» и «2» действует результирующая сила Ампера, направленная влево.

Ключ