Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 25 № 6220
i

Квад­рат­ную рамку из мед­ной про­во­ло­ки со сто­ро­ной b  =  5 см пе­ре­ме­ща­ют вдоль оси Ох по глад­кой го­ри­зон­таль­ной по­верх­но­сти с по­сто­ян­ной ско­ро­стью υ = 1 м/⁠с. На­чаль­ное по­ло­же­ние рамки изоб­ра­же­но на ри­сун­ке. За время дви­же­ния рамка успе­ва­ет пол­но­стью прой­ти между по­лю­са­ми маг­ни­та. Ин­дук­ци­он­ные токи, воз­ни­ка­ю­щие в рамке, ока­зы­ва­ют тор­мо­зя­щее дей­ствие, по­это­му для под­дер­жа­ния по­сто­ян­ной ско­ро­сти дви­же­ния к ней при­кла­ды­ва­ют внеш­нюю силу F, на­прав­лен­ную вдоль оси Ох. Чему равно со­про­тив­ле­ние про­во­ло­ки рамки, если сум­мар­ная ра­бо­та внеш­ней силы за время дви­же­ния A  =  2,5 · 10−3 Дж? Ши­ри­на по­лю­сов маг­ни­та d  =  20 см, маг­нит­ное поле имеет рез­кую гра­ни­цу, од­но­род­но между по­лю­са­ми, а его ин­дук­ция B  =  1 Тл.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

На рамку будет дей­ство­вать сила со сто­ро­ны маг­ни­та толь­ко тогда, когда по рамке будет про­те­кать ток. При вхож­де­нии рамки в поле маг­ни­та и вы­хо­де из него маг­нит­ный поток через рамку будет из­ме­нять­ся, вслед­ствие чего воз­ник­нет ЭДС ин­дук­ции и по рамке по­те­чет ток. Ток будет про­те­кать пока рамка пол­но­стью не вой­дет в маг­нит­ное поле и пока она пол­но­стью не вый­дет из него. Най­дем ЭДС, воз­ни­ка­ю­щую в рамке при вхож­де­нии в маг­нит­ное поле:

\mathcalE_и=Bb v синус альфа , где синус альфа =1.

Тогда ток, про­те­ка­ю­щий в рамке, I= дробь: чис­ли­тель: \mathcalE_и, зна­ме­на­тель: R конец дроби . По за­ко­ну Ам­пе­ра сила, дей­ству­ю­щая на про­вод­ник с током в маг­нит­ном поле F_А=IbB синус альфа , где I  — сила тока в про­вод­ни­ке, b  — длина про­вод­ни­ка, альфа   — угол между на­прав­ле­ни­ем тока и на­прав­ле­ни­ем маг­нит­но­го поля. Рас­смот­рим вид свер­ху на дан­ную си­сте­му. Ис­поль­зуя пра­ви­ло Ленца, опре­де­лим на­прав­ле­ние тока в рамке (см рис.) при входе и вы­хо­де из маг­нит­но­го поля. При вза­и­мо­дей­ствии с то­ка­ми те­ку­щи­ми влево и впра­во на кар­тин­ке, маг­нит­ное поле будет лишь сжи­мать или рас­тя­ги­вать рамку. А при вза­и­мо­дей­ствии с то­ка­ми те­ку­щи­ми вер­ти­каль­но маг­нит­ное поле будет за­мед­лять рамку. При­чем, при входе в маг­нит­ное поле дей­ствие будет толь­ко на пе­ред­ний край рамки, а при вы­хо­де  — на зад­ний. Ра­бо­та будет со­вер­шать­ся толь­ко пока рамка пол­но­стью не вой­дет или не вый­дет из маг­нит­но­го поля, то есть пока рамка не прой­дет рас­сто­я­ние b при входе в маг­нит­ное поле и рас­сто­я­ние b при вы­хо­де из маг­нит­но­го поля. Сум­мар­ная ра­бо­та внеш­ней силы будет равна ра­бо­те, со­вер­шен­ной со сто­ро­ны маг­нит­но­го поля, над рам­кой за все время дви­же­ния: A=2Fb.

Объ­еди­няя фор­му­лы, по­лу­ча­ем:

A=2Ib в квад­ра­те B=2 дробь: чис­ли­тель: B v b в кубе B, зна­ме­на­тель: R конец дроби .

От­ку­да со­про­тив­ле­ние рамки:

R= дробь: чис­ли­тель: 2B в квад­ра­те v b в кубе , зна­ме­на­тель: A конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2 умно­жить на 1 в квад­ра­те умно­жить на 1 умно­жить на левая круг­лая скоб­ка 5 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 2 пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка в кубе , зна­ме­на­тель: 2,5 умно­жить на 10 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка минус 3 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби =0,1Ом.

Ответ: 0,1 Ом.

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 № 6220: 6255 6292 6328 Все

Источник: ЕГЭ по фи­зи­ке 05.05.2014. До­сроч­ная волна. Ва­ри­ант 1
Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ:
Спрятать решение · КритерииСпрятать критерии · Помощь


О про­ек­те · Ре­дак­ция · Пра­во­вая ин­фор­ма­ция · О ре­кла­ме
© Гущин Д. Д., 2011—2025