Катушка индуктивности —Каталог задач по ЕГЭ - Физика

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#27499

В схеме, показанной на рисунке, все элементы можно считать идеальными. Параметры элементов указаны на рисунке. До замыкания ключа ток в цепи отсутствовал. Ключ K замыкают на некоторое время $τ$ , а затем размыкают. Оказалось, что за всё время опыта (т. е. за время, пока ключ был замкнут, и за время, пока ключ был разомкнут) в схеме выделилось количество теплоты $Q$ . Найдите время $τ$
(МФТИ, 2007)

Показать ответ и решение

Напряжение на катушке равно напряжению на резисторе и равно $ℰ$ . Ток через резистор при замыкании ключа постоянен и находится по закону Ома:

ℰ IR = R-.

Напряжение на катушке можно найти из закона самоиндукции:

UL = ℰ = L dIL-⇒ IL(t) = ℰt dt L

Пока ключ замкнут на резисторе выделяется количество теплоты:

2 ℰ2- Q1 = IRRτ = R τ.

Когда ключ разомкнут на резисторе выделяется количество теплоты, запасенное в катушке перед размыканием

LIL (τ)2 ℰ 2τ2 Q2 =---2---= -2L- .

По условию

ℰ2- ℰ2τ2 Q = Q1 +Q2 = R τ + 2L .

Получаем квадратное уравнение и находим его дискриминант:

ℰ2τ2 ℰ2 -2L--+ -R τ − Q= 0

4 2 D = ℰ--+ 2ℰ-Q- R2 L

∘---------- ℰ2- ℰ4- 2ℰ2Q- −-R--±---R2 +--L-- τ1,2 = ℰ2- . L

Время не может быть отрицательным, значит, нам подходит только со знаком ’+” перед корнем:

L ∘(-L-)2--2LQ- τ = − R-+ R- + -ℰ2-

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: записаны формула ЭДС самоиндукции, закон Ома для полной цепи, закон Джоуля-Ленца, формула энергии магнитного поля катушки индуктивности)

II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов. (введены обозначения для величин не входящих в КИМы)

III) Проведены 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.

2 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:

Записи, соответствующие одному или обоим пунктам: II и III, – представлены не в полном объёме или отсутствуют.

И (ИЛИ)

При ПОЛНОМ правильном 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)

При ПОЛНОМ решении в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.

И (ИЛИ)

При ПОЛНОМ решении отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательны единицы измерений)

1 балл ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Записаны 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 решении 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.

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 2#16027

В электрической схеме (см. рисунок) в начальный момент ключ K замкнут. После размыкания ключа в цепи выделяется количество тепла $Q$ .
1) Чему равна ЭДС батареи $ℰ$ ?
2) Какое количество тепла выделится на каждом из резисторов $R1$ , $R2$ , $R3$ ?
Сопротивления $R1$ , $R2$ , $R3$ и индуктивность катушки $L$ известны
(МФТИ, 1997)

Показать ответ и решение

Ключ долго время был замкнут, значит, в цепи установилось равновесие и катушка заряжена.
Напряжение на катушке можно найти из возникновения ЭДС самоиндукции:

||L ΔI|| UL = |ξi|= ||Δt-||,

так как в установившемся режиме изменение силы тока $ΔI = 0$ , то и напряжение на катушке равно нулю.
Так как резисторы $R1$ и $R2$ подключены параллельно к катушке, то напряжение на них и сила тока через них равны нулю. При замкнутом ключе в установившемся режиме закон Ома для полной цепи выглядит следующим образом:

ℰ = IR3,

где $I$ – сила тока в цепи.
Энергия, запасенная в катушке, равна

2 W = LI-. 2

По закону Джоуля-Ленца эта энергия будет выделяться в цепи после размыкания ключа, то есть

2 Q = W = LI-. 2

Отсюда можно выразить силу тока в цепи в установившемся режиме

∘ --- I = 2Q- L

Тогда ЭДС источника:

∘--- ℰ =R3 2Q- L

При размыкании ключа резистор $R3$ не будет включен в цепь с катушкой, следовательно, количество теплоты, выделившееся на нём равно нулю $Q = 0 3$ . Резисторы $R 1$ и $R 2$ подключены параллельно, значит, напряжение на них равны. Определим количество теплоты, которое выделится на каждом из резисторов:

U2 U2 Q1 = R1-τ Q2 = R2-τ,

где $U$ – напряжение на резисторов, $τ$ – время.
Отсюда:

Q2R2 Q1 = -R1-.

По закону Джоуля-Ленца:

( ) Q = Q1+ Q2 ⇒ Q = Q2 R2+ 1 . R1

Отсюда

QR1 Q2 = R1+-R2-

А количество теплоты на резисторе $R1$ :

Q1 = -QR2--- R1+ R2

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: записаны формула ЭДС самоиндукции, использованы свойства параллельного соединения, закон Ома для полной цепи, закон Джоуля-Ленца, формула энергии магнитного поля катушки индуктивности)

II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов. (введены обозначения для величин не входящих в КИМы)

III) Проведены 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.

2 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:

Записи, соответствующие одному или обоим пунктам: II и III, – представлены не в полном объёме или отсутствуют.

И (ИЛИ)

При ПОЛНОМ правильном 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)

При ПОЛНОМ решении в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.

И (ИЛИ)

При ПОЛНОМ решении отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательны единицы измерений)

1 балл ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Записаны 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 решении 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.

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 3#14692

Катушку с индуктивностью 2 Гн, содержащей 200 витков площадью 50 см $2 ,$ помещают в однородное магнитное поле с индукцией 60 мТл, параллельной оси катушки. Обмотку катушки охлаждают до сверхпроводящего состояния, а затем поворачивают катушку на $60∘$ . Какой силы ток возникнет в катушке?

Показать ответ и решение

В проводниках, находящихся в сверхпроводящем состоянии, суммарный магнитный поток через сверхпроводящий контур сохраняется

Фвнешн +LI = const

$L$ – индуктивность контура, $I$ – сила тока, $Фвнешн$ – магнитный поток по внешней цепи

Ф1+ 0 =Ф2 + LI

Отсюда сила тока с учетом того, что $Ф = NBS cosα$ , где $B$ – модуль вектора магнитной индукции, $S$ – площадь рамки, $α$ – угол между нормалью к поверхности и вектором $⃗B$ .

Ф + 0− Ф NBS − NBS cosα 200 ⋅60 ⋅10−3 Тл⋅0,005 м2(1− 0,5) I = -1--L----2= -------L------- = ------------2-Гн-------------= 15 мА

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: записана формула магнитного потока)

II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов.

III) Проведены 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.

2 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:

Записи, соответствующие одному или обоим пунктам: II и III, – представлены не в полном объёме или отсутствуют.

И (ИЛИ)

При ПОЛНОМ правильном 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)

При ПОЛНОМ решении в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.

И (ИЛИ)

При ПОЛНОМ решении отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательны единицы измерений)

1 балл ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Записаны 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 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.

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 4#80564

Ключ в схеме, показанной на рисунке, в начальный момент был замкнут. Определить количество теплоты, выделившееся на резисторе R после размыкания ключа. Индуктивность катушки $L= 0,2$ Гн, сопротивление резистора $R = 100$ Ом, величина ЭДС источника $ℰ = 9$ В, его внутреннее сопротивление $r = 3$ Ом.

$PIC$

Показать ответ и решение

При замкнутом ключе в установившемся режиме ток постоянен. Напряжение на катушке можно найти из возникновения ЭДС самоиндукции:

||L ΔI|| UL = |ξi|= ||Δt-||,

так как в установившемся режиме изменение силы тока $ΔI = 0$ , то и напряжение на катушке равно нулю.
Так как напряжение на катушке равно нулю, а резистор соединен параллельно к катушке, то напряжение на резисторе также равно нулю.
Сила тока в цепи по закону Ома:

I = ℰ- r

Тогда энергия, запасённая на катушке

W = LI2 = Lℰ2. 2 2r2

После размыкания ключа источник отключается из цепи и вся энергия, запасенная на катушке, будет выделяться в цепи, то есть на резисторе $R$ :

2 2 Q = W = Lℰ2-= 0,2 Г-н⋅812 В = 0,9 Дж 2r 2 ⋅9 Ом

Ответ:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 5#32669

В схеме, изображённой на рисунке, ЭДС источника $ℰ =12$ В, его внутреннее сопротивление $r = 1$ Ом, сопротивление резистора $R1 = 10$ Ом, сопротивление катушки индуктивности $L$ равно $R2 = 1$ Ом. Вначале ключ К замыкают в положение 1, а через длительное время переключают в положение 2. После этого в замкнутой части цепи справа от ключа выделяется количество теплоты $Q = 2$ Дж. Какой поток $Φ$ вектора магнитной индукции существовал в катушке индуктивности перед переключением ключа в положение 2?

Показать ответ и решение

При замкнутом ключе 1 в цепи устанавливается ток, который можно найти по закону Ома для полной цепи:

ℰ 12В I = R1+-R2-+-r = 10-Ом+-1-Ом-+1-Ом-= 1 А. (1)

Тогда энергия на катушке:

2 W = LI-. (2) 2

После переключения ключа в положение 2 эта энергия начнет выделяться на резисторах 1 и 2, значит

W = Q (3)

Магнитный поток равен:

Φ = LI (4)

Объединяя (1) – (4), получим:

2Q 2⋅2 Дж Φ = -I-= --1 А--= 4 Вб

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: закон Ома для полной цепи, формула энергии магнитного поля катушки индуктивности, формула магнитного потока, сказано что происходит при переключении ключа)

II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов. (введены обозначения для величин не входящих в КИМы)

III) Проведены 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.

2 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:

Записи, соответствующие одному или обоим пунктам: II и III, – представлены не в полном объёме или отсутствуют.

И (ИЛИ)

При ПОЛНОМ правильном 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)

При ПОЛНОМ решении в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.

И (ИЛИ)

При ПОЛНОМ решении отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательны единицы измерений)

1 балл ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Записаны 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 решении 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.

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 6#27566

В цепи, схема которой изображена на рисунке, вначале замыкают ключ К на время, за которое ток в катушке индуктивности достигает максимально возможного значения, а затем размыкают его. Какое количество теплоты выделится после этого в резисторе R? Параметры цепи: $ℰ = 10$ В, $r = 2$ Ом, $R = 10$ Ом, $L= 20$ мГн. Сопротивление катушки индуктивности очень мало.

Показать ответ и решение

Так как катушка и резистор соединены параллельно, то напряжение на них одинаково:

UR = UL = LdI∕dt

Напряжение на резисторе равно:

UR = IR ⋅R,

где $IR$ – ток через резистор.
Напряжение на катушке найдём из явления самоиндукции:

dIL UL = L-dt ,

где $IL$ – ток через катушку.
Ток максимален, следовательно, его производная равна нулю, следовательно, ток максимален, когда напряжение на катушке равно нулю

dIL-= 0⇒ UL = LdI∕dt= 0, dt

так как резистор с катушкой параллельны, то:

UR = 0⇒ IR =0,

следовательно, ток через резистор не течёт и сила тока в цепи по закону Ома равна:

I = ℰ. r

При этом на катушке запасена энергия:

LI2 Lℰ2- W = 2 = 2r2 .

После размыкания ключа на резисторе будет выделяться энергия с катушки, следовательно, искомая величина равна:

2 −3 2 Q = W = Lℰ2-= 20⋅10--Г-н⋅1200 В = 250 мДж 2r 2⋅4 О м

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: описан установившийся режим в электрической цепи, записан закон сохарнения энергии в электрической цепи, записан закон Ома для полной цепи, формула энергии магнитного поля катушки индуктивности. Сказано, что после размыканию ключа энергия магнитного поля катушки будет уменьшаться и выделяться на разисторе)

II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов. (введены обозначения для величин не входящих в КИМы)

III) Проведены 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.

2 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:

Записи, соответствующие одному или обоим пунктам: II и III, – представлены не в полном объёме или отсутствуют.

И (ИЛИ)

При ПОЛНОМ правильном 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)

При ПОЛНОМ решении в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.

И (ИЛИ)

При ПОЛНОМ решении отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательны единицы измерений)

1 балл ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Записаны 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 решении 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.

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 7#16030

Ключ в схеме, показанной на рисунке, в начальный момент был замкнут. Определить количество теплоты, выделившееся на резисторе $R$ после размыкания ключа. Индуктивность катушки $L = 7⋅10− 4$ Гн, сопротивление резисторов $R0 =1,8$ Ом, $R = 1,2$ Ом, величина ЭДС источника $ξ =50$ В.

Показать ответ и решение

При замкнутом ключе в установившемся режиме ток постоянен. Напряжение на катушке можно найти из возникновения ЭДС самоиндукции:

||L ΔI|| UL = |ξi|= ||Δt-||,

так как в установившемся режиме изменение силы тока $ΔI = 0$ , то и напряжение на катушке равно нулю.
Значит, резисторы $R$ и $R0$ подключены параллельно, тогда сопротивление цепи:

-1 1- -1- R ′ = R + R0

R ′ = R-⋅R0-. R +R0

А сила тока в цепи из закона Ома для полной цепи:

I = ℰ′ =--RξR---= ξ(R-+R0-) (1) R R+-0R-- RR0 0

Этот ток разветвляется на два тока: $IL$ и $IR$ , протекающих, соответственно, через катушку и резистор $R0$ . По закону сохранения заряда

-qL- qR0 q-- qL + qR0 = q ⇒ Δt + Δt = Δt ⇒ IL+ IR0 = I. (2)

Здесь $qL$ , $qR$ , $q$ – заряды, протекший через катушку, резистор $R0$ и источник за время $Δt$ . Так как резисторы подключены параллельно, то напряжения на них равны:

UL = UR0 ⇒ ILR = IRR0. (3)

Из (3)

IR = IL R-, R0

Подставим в (2)

R R0 IL+ ILR0-= I ⇒ IL =I R+-R0,

с учетом (1)

IL = ξ(R-+R0) ⋅-R0--= -ξ RR0 R +R0 R

Значит, энергия на катушке:

LI2L- Lξ2- W = 2 = 2R2. (4)

После размыкания ключа возникшая в катушке ЭДС самоиндукции будет поддерживать некоторый ток в цепи $I1$ , при этом резисторы подключены последовательно, следовательно, на них ток будет одинаков. По закону Джоуля-Ленца энергия на катушке будет выделяться на резисторах.

W = QR +QR , (5) 0

где $QR$ – количество теплоты на резисторе $R$ , $QR0$ - количество теплоты на резисторе $R0$ .
При этом для резисторов количество теплоты равно:

QR = I21Rτ QR0 =I21R0τ,

где $τ$ – время.
Значит

QR0 = QR R0. (6) R

Из (4) – (6)

( ) QR R0+-R- = Lξ2⇒ QR = ---Lξ2----= 0,243 Д ж R 2R2 2R(R+ R0)

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: формула расчета сопротивления параллельно соединенных резисторов, описан установившийся режим, формула ЭДС самоиндукции, закон Ома для полной цепи, закон сохранения заряда, использованы свойства параллельного соединения элементов, закон Джоуля-Ленца, формула энергии магнитного поля катушки индуктивности)

II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов. (введены обозначения для величин не входящих в КИМы)

III) Проведены 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.

2 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:

Записи, соответствующие одному или обоим пунктам: II и III, – представлены не в полном объёме или отсутствуют.

И (ИЛИ)

При ПОЛНОМ правильном 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)

При ПОЛНОМ решении в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.

И (ИЛИ)

При ПОЛНОМ решении отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательны единицы измерений)

1 балл ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Записаны 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 решении 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.

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 8#16028

Какое количество теплоты выделится в схеме (см. рисунок) после размыкания ключа K? Внутренним сопротивлением батареи пренебречь.
(МФТИ, 1995)

Показать ответ и решение

Ключ долго время был замкнут, значит, в цепи установилось равновесие и конденсатор с катушкой заряжены.
Так как конденсатор заряжен, то сила тока через него равна нулю, значит, сила тока через катушку может быть найдена из закона Ома для полной цепи:

IL = --ℰ---- (1) R1+ R2

Энергия, запасенная в катушке равна:

LI2L- WL = 2 (2)

Напряжение на конденсаторе равно напряжению на резисторе $R2$ и равно:

ℰR2 UC = UR2 = IL ⋅R2 = R1+-R2 (3)

Энергия, запасенная на конденсаторе:

2 WC = CUC- (4) 2

Из закона Джоуля-Ленца, количество теплоты, которое выделится в цепи при размыкании ключа равно запасённой энергии на катушке и конденсаторе:

Q = WL + WC (5)

Объединяя (1) – (5), получим:

(L-+-CR22)ℰ2- Q= 2(R1+ R2)2

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: использованы свойства параллельного соединения, закон Ома для полной цепи, закон Джоуля-Ленца, формула энергии магнитного поля катушки индуктивности, формула энергии заряженного конденсатора, описан установившийся режим в цепи)

II) Описаны все вводимые буквенные обозначения величин, кроме тех, которые приведены в условии задачи или представлены в виде констант в КИМ, стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов. (введены обозначения для величин не входящих в КИМы)

III) Проведены 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.

2 балла ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Верно записаны все положения теории, физические законы, закономерности, и проведены необходимые преобразования, но имеются один или несколько из следующих недостатков:

Записи, соответствующие одному или обоим пунктам: II и III, – представлены не в полном объёме или отсутствуют.

И (ИЛИ)

При ПОЛНОМ правильном 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)

При ПОЛНОМ решении в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) преобразования/вычисления не доведены до конца.

И (ИЛИ)

При ПОЛНОМ решении отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка. (В ответе обязательны единицы измерений)

1 балл ставится за задачу если:

_________________________________________________________________________________________________________________
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев.

Записаны 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 решении 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.

Во всех остальных случаях за задачу выставляется 0 баллов.