Задание №25 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
П-образный контур с пренебрежимо малым сопротивлением находится в однородном магнитном поле, перпендикулярном плоскости контура (см. рис.). Индукция магнитного поля B = 0,2 Тл. По контуру со скоростью υ = 1 м/с скользит перемычка сопротивлением R = 5 Ом. Сила индукционного тока в контуре I = 4 мА. Чему равна длина перемычки? Ответ дайте в метрах.
Подсказки — как подойти к решению
- Примени закон электромагнитной индукции: при движении перемычки площадь контура растёт, магнитный поток через контур меняется, и в нём возникает ЭДС индукции. Запиши, какая площадь заметается перемычкой за малый промежуток времени.
- Учти, что сопротивлением П-образной части контура пренебрегают, поэтому закон Ома для цепи связывает ЭДС индукции только с сопротивлением перемычки. Приравняй два выражения для ЭДС и вырази искомую длину перемычки.
Решение
Согласно закону электромагнитной индукции, при изменении магнитного потока Φ через замкнутый контур в нем возникает ЭДС индукции равная по величине | _i| = Δ Φ/Δ t. Поскольку сопротивлением П-образной части контура можно пренебречь, для тока в контуре имеем I = _i/R. Определим изменение магнитного потока за время Δ t. Величина магнитного поля не изменяется, следовательно, магнитный поток через контур растет только за счет увеличения площади контура Δ Φ = BΔ S cos α, где угол между векторами скорости и магнитной индукции равен 90°.
Обозначим искомую длину перемычки через l. За время Δ t перемычка сдвинется на v Δ t, а значит, поток увеличится на величину Δ Φ = BΔ S = Bl v Δ t. Скомбинировав все равенства, для искомой длины перемычки имеем:
l = IR/B v = (4·10⁻³ A · 5 Ом)/(0,2 Тл · 1 м/с) = 0,1 м.
Ответ:0,1 м.
Критерии оценивания ФИПИ
| Критерий (до 3 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 | — |
| 3 Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, 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) | — |
| 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 |
Типичные ошибки
- Ученик забывает, что ЭДС индукции делится на полное сопротивление контура, либо берёт изменение магнитного потока без множителя на индукцию поля, поэтому длина перемычки получается завышенной.
В тренажёре: подсказки по шагам, разбор твоей ошибки ИИ-репетитором (он не даёт готовый ответ), повторение ошибок по интервалам и общий прогресс. Все задания №25 по физике · Разбор темы №25 с нуля