Тема . №25 Электродинамика (Расчетная задача высокого уровня сложности)
.05 Магнитное поле
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №25 электродинамика (расчетная задача высокого уровня сложности)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#14680

Из медной проволоки с удельным сопротивлением          −8
ρ= 1,7⋅10  Ом⋅ м и площадью поперечного сечения S = 0,2  мм2  изготовлен прямоугольный контур KLMN с диагональю KM (см. рисунок). Стороны прямоугольника KL = l1 = 20  см и LM  = l2 = 15  см. Контур подключили за диагональ к источнику постоянного напряжения с ЭДС ξ = 1,4  В и поместили в однородное магнитное поле с индукцией B =0,1  Тл, параллельной сторонам KN  и LM  . С какой результирующей силой магнитное поле действует на контур? Сделайте рисунок с указанием сил, действующих на контур. Внутренним сопротивлением источника пренебречь.

Демоверсия 2021

PIC

Показать ответ и решение

PIC

1) При подключении контура к источнику напряжения по его сторонам и диагонали потекут токи I1  , I2  и I3  (см. рисунок). Проводники KNM, KLM и KM соединены параллельно, следовательно, сопротивления соответствующих проводников.

I1 = I3 =-ξ-,
        R1

     ξ
I2 = R2,

где R1 = ρl1+-l2
       S  , R2 =ρ l-
      S  ,          ∘ -----
l = KM =   l21 + l22  – сопротивления соответствующих проводников.
2) Со стороны магнитного поля на проводники KL  и NM  , перпендикулярные индукции магнитного поля, а также на диагональ KM  действуют силы Ампера: F1 =F3 = I1Bl1  и F2 = I2Blsinα  . По правилу левой руки силы Ампера параллельны друг другу и направлены к наблюдателю, на проводники KN  и ML  сила Ампера не действует. Таким образом, результирующая сила

F = 2F1+ F2

Выполняя преобразования, получим

      BξSl1        B ξSl1
F1 = ρ(l1+-l2)-F2 = -∘-2---2
                  ρ  l1 + l2

В итоге

                              (               )
      B ξSl1     BξSl1    BξSl1    2       1
F = 2ρ(l1+-l2)-+ ρ∘l2+-l2-= --ρ--  l1-+l2 + ∘l2-+-l2
                  1  2                    1  2

Подставим числа из условия

                                 (                               )
    0,1 Тл ⋅1,4 В ⋅0,2⋅10−6 м2 ⋅0,2 м      2               1
F = ---------1,7-⋅10−8-Ом⋅--------  0,2 м-+-0,15-м + ∘0,-22 м2+-0,152 м2 = 3,2 Н
Ответ:
Критерии оценки

Критерии проверки

3 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном случае: принцип суперпозиции сил, закон Ома, формулы сопротивления проводника и силы Ампера, правило левой руки);
II) сделан правильный рисунок с указанием сил, действующих на контур;
III) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений величин, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);
IV) представлены необходимые математические преобразования и расчёты (подстановка числовых данных в конечную формулу), приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
V) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины

2 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеется один или несколько из следующих недостатков.
Записи, соответствующие пунктам II и III, 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 V, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины)

1 балл ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.
Представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо 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.

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла

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 обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

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

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или 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!