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#85984

Горизонтально расположенное тонкое проволочное кольцо поместили в вертикальное магнитное поле, величина индукции которого изменяется по гармоническому закону с частотой ν =50  Гц. За время τ = 8  с кольцо нагрелось на Δt = 1∘C  . Найти, за какое время τ1  это кольцо нагрелось бы на столько же, если бы частота изменения индукции магнитного поля была в n= 2  раза больше. Тепловыми потерями кольца и его индуктивностью пренебречь.

Показать ответ и решение

Магнитный поток будет определяться формулой

B(t)= Bmaxsin(ωt),

где ω = 2π ν  – частота вращения рамка, Bmax  – максимальное значение индукции магнитного поля.
Магнитный поток

Φ = BS cosα = BS,

где S  – площадь кольца, α  – угол между вектором индукции и нормалью, проведенной к плоскости кольца.

Φ (t)= BmaxS sin(2π νt).

ЭДС индукции равна производной от магнитного потока по времени

ℰi = −Φ′(t)= − BmaxS⋅2πν cos(2πνt)

Количество теплоты равно

    |ℰi|2-
Q =  R Δt.

При переходе от первой ситуации ко второй изменяется ЭДС индукции. В формуле расчета количества теплоты воспользуемся средним квадратом ЭДС индукции

                                     (             )
ℰ2i = 4π2ν2S2B2maxcos2(2πνt)= 4π2ν2S2B2max 1 + 1cos(4πνt)
                                      2   2

Так как среднее значение косинуса равно нулю, то среднее значение квадрата ЭДС индукции равно

 2     2 2 2 2    1    2 2 2 2
ℰiср =4π ν S Bmax ⋅2 = 2π ν S Bmax

То есть количество теплоты, необходимое для нагрева на ту же температуру постоянно, то при увеличении в 2 раза частоты, средний квадрат ЭДС индукции увеличивается в 4 раза, следовательно, время нагрева сократится в 4 раза и станет равно 2 с.

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 магнитного потока, формула изменения магнитного потока, формула ЭДС индукции, закон Джоуля-Ленца);

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!