Тип Д25 C5 № 10369 
Электродинамика (расчетная задача высокого уровня). Волновая оптика
i
Цилиндрическая катушка из проволоки сопротивлением R = 10 Ом, состоящая из N = 1000 витков с площадью сечения каждого витка S = 1 см2, замкнута накоротко, и ее вращают вокруг вертикальной оси, перпендикулярной оси катушки, с угловой частотой ω = 628 с–1 в однородном горизонтальном магнитном поле с индукцией B = 0,5 Тл. Какую среднюю мощность необходимо развивать для поддержания такого вращения? Индуктивностью катушки и всеми потерями на трение можно пренебречь.
Решение. 1. При вращении катушки поток магнитной индукции через нее изменяется с течением времени t по закону
В катушке при этом возникает ЭДС индукции, равная, согласно закону Фарадея,
2. Поскольку катушка замкнута накоротко и обладает сопротивлением R, через нее по закону Ома течет ток
3. По закону Джоуля — Ленца в катушке при этом выделяется мощность
равная по закону сохранения энергии механической мощности, требующейся для поддержания вращения катушки.
4. Поскольку среднее значение 
то искомая средняя механическая мощность, требующаяся для поддержания вращения катушки, равна
Вт.
Ответ: 
Вт.
Критерии проверки:| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|
| 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 пункту II, 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 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 и достаточно 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 балл | 3 |
Ответ: Вт.
(среднее значение величины 
за период равно 0), то искомая средняя механическая мощность, требующаяся для поддержания вращения катушки, равна:
Вт.
Вт.