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
Полый шарик с зарядом q = 0,5 мкКл и массой m = 0,25 мг движется со скоростью v = 1 м/с в однородном магнитном поле с индукцией B = 5 Тл. На рисунке показаны направления скорости шарика, силы тяжести и вектора индукции магнитного поля. Чему равна по модулю равнодействующая силы тяжести и силы Лоренца?
Подсказки — как подойти к решению
- Сначала определи направление силы Лоренца по правилу левой руки: от направления зависит, складывать её с силой тяжести или вычитать. Переведи микрокулоны в кулоны, а миллиграммы в килограммы.
- Учти, что скорость перпендикулярна полю, поэтому синус в формуле силы Лоренца равен единице. Модуль равнодействующей найди как сумму модулей силы Лоренца и силы тяжести, если они сонаправлены.
Решение
При помощи правила левой руки определим сперва направление силы Лоренца, действующей со стороны магнитного поля на заряд. Сила Лоренца, как и сила тяжести, направлена вниз, а значит, модуль равнодействующей этих двух сил равен сумме их модулей. Из рисунка видно, что вектор скорости перпендикулярен вектору магнитной индукции, следовательно, сила Лоренца определяется соотношением: F_л = qB v sin 90 °. Таким образом, модуль равнодействующей силы тяжести и силы Лоренца равен: F = F_л + mg = q v B + mg = 0,5·10⁻⁶ Кл · 1 м/с · 5 Тл + 0,25·10⁻⁶ кг · 10 м/с² = 5·10⁻⁶ Н = 5мкН. F = F_л + mg = q v B + mg = 0,5·10⁻⁶ Кл · 1 м/с · 5 Тл + 0,25·10⁻⁶ кг · 10 м/с² = 5·10⁻⁶ Н = 5мкН. Ответ: 5 мкН.
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 забывает перевести массу из миллиграммов в килограммы, поэтому сила тяжести оказывается в миллион раз меньше, либо вычитает силы вместо сложения, не проверив их направления по правилу левой руки.
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