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#80562

Прямоугольная проводящая рамка, по которой течёт постоянный ток I = 0,25  А, закреплена в однородном магнитном поле, вектор магнитной индукции которого лежит в плоскости рамки и направлен перпендикулярно одной из её сторон (см. рис.).

PIC

Момент сил, действующих на рамку со стороны магнитного поля относительно оси OO
   1  , проходящей через центр рамки, M = 1,5  Н⋅ м. Затем рамку отключили от внешнего источник тока и замкнули. Какой заряд q  протечёт теперь по замкнутой рамке, если повернуть её на 180∘ вокруг оси OO1  ? Сопротивление рамки R = 5  Ом.

Показать ответ и решение

Определим направление действие силы Ампера на стороны рамки. Для этого 4 пальца направляем по току, а ладонь направляем так, чтобы вектор магнитной индукции входил в ладонь, значит, сила Ампера FA  направлена вверх.

PIC

Момент сил равен

M = FA1 ⋅ b+ FA2⋅ b
         2       2

При этом

FA1 = FA2 = BIa.

Отсюда

M = IB ⋅ba= IBS ⇒ BS = M-.
                        I

Модуль ЭДС индукции:

     |ΔФ |
|ℰi|= -Δt-,

где Δ Ф  – изменение магнитного потока, Δt  – время.
По закону Ома:

|ℰi|= IR = ΔqR
          Δt

I  – сила тока, R  – сопротивление, Δq  – заряд, протекший за время Δt  .

Δq      |Δ Ф|
Δt-R = −-Δt-⇒  ΔqR = ΔΦ.

Магнитный поток равен:

Φ = BS cosα,

где B  – модуль индукции, S  – площадь рамки α  – угол между индукцией и нормалью, проведённой к плоскости рамки.
Значит, и в начале поворота и в конечном состоянии магнитные потоки равны нулю (Φ1 = Φ2 = 0  ). А в состоянии поворота на      90∘ магнитный поток будет равен Φ∗ = BS  . Найдем какой заряд протёк при каждом из изменений

      |ΔΦ1|   |Φ ∗−Φ1|   Φ∗
|Δq1|= --R--=  ---R----= R--

|Δq2|= |Δ-Φ2|= |Φ2−-Φ-∗|= Φ∗-
        R         R       R

Тогда общий заряд

                    Φ∗-   BS-  2M-   -2⋅1,5 Н⋅м-
|Δq|= |Δq1|+|Δq2|= 2R  = 2R  = RI  = 5 Ом ⋅0,25 А = 2,4 Кл
Ответ:

      2M-
|Δq|= RI  =2,4 Кл

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 момента силы, формула силы Ампера, формула ЭДС индукции, закон Ома, формула силы тока через заряд, формула изменения магнитного потока, формула общего заряда);

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!