Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 25 № 9297
i

По го­ри­зон­таль­но рас­по­ло­жен­ным ше­ро­хо­ва­тым рель­сам с пре­не­бре­жи­мо малым со­про­тив­ле­ни­ем могут сколь­зить два оди­на­ко­вых стерж­ня мас­сой m  =  100 г и со­про­тив­ле­ни­ем R  =  0,1 Ом. Рас­сто­я­ние между рель­са­ми l  =  10 см, а ко­эф­фи­ци­ент тре­ния μ  =  0,1. Рель­сы со стерж­ня­ми на­хо­дят­ся в вер­ти­каль­ном од­но­род­ном маг­нит­ном поле с B  =  1 Тл. Под дей­стви­ем го­ри­зон­таль­ной силы, дей­ству­ю­щей на пер­вый стер­жень вдоль рельс, оба дви­жут­ся по­сту­па­тель­но рав­но­мер­но с раз­ны­ми ско­ро­стя­ми. Ка­ко­ва ско­рость дви­же­ния пер­во­го стерж­ня от­но­си­тель­но вто­ро­го? Са­мо­ин­дук­ци­ей кон­ту­ра пре­не­бречь.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

При дви­же­нии стерж­ней в маг­нит­ном поле про­ис­хо­дит из­ме­не­ние маг­нит­но­го по­то­ка, про­ни­зы­ва­ю­ще­го об­ра­зо­ван­ный ими кон­тур, вслед­ствие чего воз­ни­ка­ет ЭДС ин­дук­ции:

\mathcalE_i=B v l синус альфа =B v l, так как  синус альфа =1.

где  v = v _1 минус v _2  — от­но­си­тель­ная ско­рость стерж­ней (ско­рость из­ме­не­ния пло­ща­ди кон­ту­ра).

По за­ко­ну Ома в кон­ту­ре воз­ни­ка­ет ток: I= дробь: чис­ли­тель: \mathcalE , зна­ме­на­тель: R_общ конец дроби , где два стерж­ня яв­ля­ют­ся по­сле­до­ва­тель­но со­еди­нен­ны­ми про­вод­ни­ка­ми, по­это­му общее со­про­тив­ле­ние R_общ=2R.

Так как стерж­ни дви­жут­ся рав­но­мер­но, то по вто­ро­му за­ко­ну Нью­то­на для пер­во­го стерж­ня:  \vecN плюс m \vecg плюс \vecF_A плюс \vecF_тр=0. В про­ек­ци­ях на ко­ор­ди­нат­ные оси:

Ox:  минус F_тр плюс F_A=0.

Oy: N минус mg=0.

Сила тре­ния, дей­ству­ю­щая на стер­жень, F_тр=\mu N.

Объ­еди­няя фор­му­лы, на­хо­дим от­но­си­тель­ную ско­рость дви­же­ния пер­во­го стерж­ня:

 v = дробь: чис­ли­тель: 2\mu m g R, зна­ме­на­тель: B в квад­ра­те l в квад­ра­те конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2 умно­жить на 0,1 умно­жить на 0,1 умно­жить на 10 умно­жить на 0,1, зна­ме­на­тель: 1 умно­жить на 0,1 в квад­ра­те конец дроби =2м/с.

Ответ: 2 м/⁠с.

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)  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 один или не­сколь­ко из сле­ду­ю­щих не­до­стат­ков.

За­пи­си, со­от­вет­ству­ю­щие пунк­там II и III, пред­став­ле­ны не в пол­ном объ­е­ме или от­сут­ству­ют.

И (ИЛИ)

В ре­ше­нии име­ют­ся лиш­ние за­пи­си, не вхо­дя­щие в ре­ше­ние (воз­мож­но, не­вер­ные), ко­то­рые не от­де­ле­ны от ре­ше­ния (не за­черк­ну­ты; не за­клю­че­ны в скоб­ки, рамку и т. п.).

И (ИЛИ)

В не­об­хо­ди­мых ма­те­ма­ти­че­ских пре­об­ра­зо­ва­ни­ях или вы­чис­ле­ни­ях до­пу­ще­ны ошиб­ки, и (или) в ма­те­ма­ти­че­ских пре­об­ра­зо­ва­ни­ях/⁠вы­чис­ле­ни­ях про­пу­ще­ны ло­ги­че­ски важ­ные шаги.

И (ИЛИ)

От­сут­ству­ет пункт V, или в нем до­пу­ще­на ошиб­ка (в том числе в за­пи­си еди­ниц из­ме­ре­ния ве­ли­чи­ны).

2
Пред­став­ле­ны за­пи­си, со­от­вет­ству­ю­щие од­но­му из сле­ду­ю­щих слу­ча­ев.

Пред­став­ле­ны толь­ко по­ло­же­ния и фор­му­лы, вы­ра­жа­ю­щие фи­зи­че­ские за­ко­ны, при­ме­не­ние ко­то­рых не­об­хо­ди­мо для ре­ше­ния дан­ной за­да­чи, без каких-⁠либо пре­об­ра­зо­ва­ний с их ис­поль­зо­ва­ни­ем, на­прав­лен­ных на ре­ше­ние за­да­чи.

ИЛИ

В ре­ше­нии от­сут­ству­ет ОДНА из ис­ход­ных фор­мул, не­об­хо­ди­мая для ре­ше­ния дан­ной 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 дан­ной за­да­чи (или в 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
Источник: ЕГЭ по фи­зи­ке 07.06.2017. Ос­нов­ная волна
Раздел кодификатора ФИПИ/Решу ЕГЭ: