Тема . №25 Геометрическая оптика (Расчетная задача высокого уровня сложности)

.11 Электромагнитная индукция. Закон Фарадея (Отсутствует в данном номере в ЕГЭ 2026)

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №25 геометрическая оптика (расчетная задача высокого уровня сложности)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#57532

Прямоугольная проводящая рамка массой m  со сторонами d  и b= 2d  движется по гладкой горизонтальной поверхности стола со скоростью V0  перпендикулярно правой стороне рамки (см. рис.).

PIC

Сопротивление рамки R  . На пути рамки находится область однородного магнитного поля с индукцией B  . Ширина поля H = d∕3  , индукция поля вертикальна, скорость рамки перпендикулярна границе поля. Известно, что рамка, двигаясь поступательно, проходит через поле и покидает его. Индуктивность рамки не учитывать. Заданными считать m  , d  , V0  , R  , B  .
Определить ускорение рамки сразу после вхождения в поле.

Показать ответ и решение

При движении в однородном магнитном поле в контуре возникает ЭДС индукции:

     ||Δ Ф ||
|ℰi|= ||-Δt-||,

где Δ Ф  – изменение магнитного потока за время Δt  .
Изменение потока равно:

Δ Ф = B ⋅ΔScosα,

где B  – модуль магнитной индукции, ΔS  – изменение площади контура в магнитном поле, cosα= cos0∘ – косинус угла между линиями магнитной индукции и нормалью к плоскости контура.
Изменение площади равно:

ΔS = V0d⋅Δt.

Следовательно,

ℰi = BV0d sinα = BV0d.

Согласно закону Ома для полной цепи в замкнутом контуре возникает индукционный ток:

      ℰ    BV d
Iинд = Ri= -R0-,

где R  – сопротивление перемычки.
Согласно правилу Ленца индукционный ток, возникающий в контуре, будет направлен так, чтобы своим магнитным полем препятствовать увеличению магнитного потока при движении контура, т.е. против часовой стрелки (см. рисунок). На проводник будет действовать сила Ампера, направление которой можно определить по правилу левой руки, для этого 4 пальца направляем по току, а ладонь направляем так, чтобы вектор магнитной индукции входил в ладонь, значит, сила Ампера FA  направлена влево.

                  2   2
FA = IиндBd sinβ = B-V0d-.
                   R

Здесь β =90∘ – угол между направлением тока и вектором магнитной индукции.
Запишем второй закон Ньютона:

⃗
FA = m⃗a,

где a  – искомое ускорение.
Спроецируем на ось, направленную влево:

             FA   B2V0d2
FA = ma ⇒ a= m--= --mR--
Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

3

I) записаны положения теории и физические законы,

закономерности, применение которых необходимо для решения

задачи выбранным способом (в данном случае: формула ЭДС индукции (если с выводом, то: формула изменения магнитного потока, формула изменения площади), закон Ома, формула силы Ампера, второй закон Ньютона, );

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

Правильно записаны все необходимые положения теории,

2

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 лишние записи, не входящие в решение (возможно,

неверные), не отделены от решения (не зачёркнуты; не заключены

в скобки, рамку и т.п.).

И (ИЛИ)

В необходимых математических преобразованиях или вычислениях

допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не

доведены до конца.

И (ИЛИ)

Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка

Представлены записи, соответствующие одному из следующих

1

случаев.

Представлены только положения и формулы, выражающие

физические законы, применение которых необходимо для решения

задачи, без каких-либо преобразований с их использованием,

направленных на решение задачи, и ответа.

ИЛИ

В решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая

для решения 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 задачи

(или в утверждении, лежащем в основе решения), допущена

ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с

имеющимися формулами, направленные на решение задачи

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным

0

критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

Максимальный балл

3

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!