Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 25 № 5746
i

Квад­рат­ная про­во­дя­щая рамка со сто­ро­ной l  =  50 см и мас­сой m  =  400 г лежит на на­клон­ной плос­ко­сти с углом на­кло­на к го­ри­зон­ту, рав­ным  альфа . Ниж­няя го­ри­зон­таль­ная сто­ро­на рамки шар­нир­но при­креп­ле­на к плос­ко­сти так, что рамка может без тре­ния по­во­ра­чи­вать­ся во­круг оси О, про­хо­дя­щей через эту сто­ро­ну (см. рис., вид сбоку). Си­сте­ма на­хо­дит­ся в од­но­род­ном го­ри­зон­таль­ном маг­нит­ном поле с ин­дук­ци­ей В  =  1 Тл, на­прав­лен­ной пер­пен­ди­ку­ляр­но оси О. Ток какой силой I и в каком на­прав­ле­нии надо про­пус­кать по рамке, чтобы она на­ча­ла при­под­ни­мать­ся над плос­ко­стью, по­во­ра­чи­ва­ясь во­круг оси O?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Рамка с током нач­нет по­во­ра­чи­вать­ся, когда мо­мент сил от­но­си­тель­но оси O, дей­ству­ю­щий на рамку в маг­нит­ном поле, пре­вы­сит мо­мент силы тя­же­сти. Если про­пус­кать ток через рамку, то на все сто­ро­ны рамки будет дей­ство­вать сила Ам­пе­ра. Мо­мен­ты силы, при­ло­жен­ные к бо­ко­вым сто­ро­нам, ле­жа­щим в плос­ко­сти ри­сун­ка, равны нулю. Сила FA, дей­ству­ю­щая на верх­нюю го­ри­зон­таль­ную сто­ро­ну рамки, по мо­ду­лю равна F_A=BIl синус альфа , где  синус альфа =1, и долж­на дей­ство­вать вверх, для чего ток в ней по пра­ви­лу левой руки дол­жен идти «от нас», за плос­кость ри­сун­ка (см. рис.). Плечо этой силы от­но­си­тель­но оси O равно lcos α, а мо­мент силы равен BIl2cosα.

Мо­мент силы тя­же­сти от­но­си­тель­но оси O равен mg дробь: чис­ли­тель: l, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ко­си­нус альфа .

Таким об­ра­зом, долж­но вы­пол­нят­ся со­от­но­ше­ние:

BIl в квад­ра­те ко­си­нус альфа боль­ше или равно mg дробь: чис­ли­тель: l, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ко­си­нус альфа , от­ку­да I боль­ше или равно дробь: чис­ли­тель: mg, зна­ме­на­тель: 2Bl конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 0,4 умно­жить на 10, зна­ме­на­тель: 2 умно­жить на 1 умно­жить на 0,5 конец дроби =4А.

Ответ: 4 А.

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 (в дан­ном слу­чае: закон Ома и закон элек­тро­маг­нит­ной ин­дук­ции, фор­му­ла для маг­нит­но­го по­то­ка);

II)  опи­са­ны все вво­ди­мые в ре­ше­ние бук­вен­ные обо­зна­че­ния фи­зи­че­ских ве­ли­чин (за ис­клю­че­ни­ем, воз­мож­но, обо­зна­че­ний кон­стант, ука­зан­ных в ва­ри­ан­те КИМ и обо­зна­че­ний, ис­поль­зу­е­мых в усло­вии за­да­чи);

III)  про­ве­де­ны не­об­хо­ди­мые ма­те­ма­ти­че­ские пре­об­ра­зо­ва­ния 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 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

Аналоги к заданию № 5746: 5781 Все

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 3.3.3 Сила Ам­пе­ра, её на­прав­ле­ние и ве­ли­чи­на