Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 29 № 5746

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 начнёт 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 BIl и должна действовать вверх, для чего ток в ней 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 расчёты, 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 объёме или отсутствуют.

ИЛИ

В решении лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты; 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 пунктIV, или в нём 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 балла0
Максимальный балл3

Аналоги к заданию № 5746: 5781 Все

Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: 3.3.3 Сила Ампера, её направление и величина
Спрятать решение · · Видеокурс ЕГЭ 2023 ·
Анатолий Гончаров 08.06.2021 07:15

Коллеги, а нет ли у вас ошибки в этом решении? По-моему, при горизонтальном расположении вектора магнитной индукции сила Лоренца на боковые стороны будет 0. У нас тут нет тройки взаимных перпендикуляров. При вертикальном расположении вектора В она будет действовать, а при таком нет. Но при вертикальном положении эта сила должна растягивать рамку, а не вращать. На каком основании берём МАССУ всей рамки, а силу Ампера только на её верхнюю часть? Это ещё одно противоречие. Спасибо.

Служба поддержки

Решение верное. На вопросы эксперты ответят в нашей группе В_Контакте, перейти можно, нажав кнопку «Помощь».