Задание №23 ЕГЭ Физика: разбор и критерии
Ответ на это задание — развёрнутое решение. В тренажёре его проверяет ИИ по официальным критериям ФИПИ, а здесь есть эталонное решение из банка.
Условие
Из тонкой проволоки сделана рамка площадью 100 см² и сопротивлением 0,2 Ом. Рамку помещают в однородное магнитное поле, линии индукции которого перпендикулярны плоскости рамки. Модуль индукции магнитного поля изменяется так, как показано на графике. Чему равна сила тока, который течет в рамке в момент времени t = 2,7c?
Подсказки — как подойти к решению
- Площадь рамки переведи в квадратные метры, а по графику найди скорость изменения индукции на нужном участке: это угловой коэффициент, то есть отношение изменения индукции ко времени.
- Закон электромагнитной индукции даёт ЭДС как скорость изменения магнитного потока, а поток равен произведению площади на индукцию. Затем раздели ЭДС на сопротивление рамки по закону Ома.
Решение
Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, при изменении магнитного потока через замкнутый контур в нем возникает ЭДС индукции, равная по величине скорости изменения потока: _i = | Δ Φ/Δ t |. Поскольку площадь и ориентация рамки не изменяются, поток меняется только за счет изменения магнитного поля: Δ Φ = SΔ B. Наконец, по закону Ома, величина возникающего индукционного тока связана с ЭДС индукции и сопротивлением рамки соотношением: I_i = _i/R = (S|Δ B|/Δ t)/(R) = S/R · (|Δ B|)/(Δ t). Из графика видно, что на протяжении интервала времени от 2 с до 3 с величина магнитного поля убывала равномерно, поэтому скорость изменения магнитного поля в момент времени t = 2,7c можно найти следующим образом: (|Δ B|)/(Δ t) = (|0 Тл − 0,4 Тл|)/(3 с −²с) = 0,4 Тл/с. Таким образом, сила тока в этот момент времени равна:
I_i = (0,01 м²)/(0,2 Ом) · 0,4 Тл/с = 0, 02 А = 20 мА.
Ответ: 20 мА.
Критерии оценивания ФИПИ
| Критерий (до 2 баллов) | Балл |
|---|---|
| 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) представлены 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 | — |
| 2 Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из следующих недостатков. Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют. И (ИЛИ) В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты. 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 нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | — |
| 1 Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | — |
| 0 Максимальный балл | 2 |
Типичные ошибки
- Ученик берёт значение индукции в данный момент, а не скорость её изменения по графику, либо забывает перевести площадь из квадратных сантиметров в квадратные метры — тогда сила тока ошибается на порядки.
В тренажёре: подсказки по шагам, разбор твоей ошибки ИИ-репетитором (он не даёт готовый ответ), повторение ошибок по интервалам и общий прогресс. Все задания №23 по физике · Разбор темы №23 с нуля