Сложная задача по электродинамике: заряд в электрическом или магнитном поле, цепь постоянного тока, проводник, движущийся в магнитном поле, изображение в тонкой линзе. Часть 2, высокий уровень: полное решение записывают на бланке № 2, до 3 баллов.
Часть
2
Ответ
развёрнутое решение на бланке № 2
Баллы
до 3 баллов
Проверяет
умение решать расчётные задачи высокого уровня по электродинамике — электрическое и магнитное поле, постоянный ток, электромагнитная индукция, колебания, оптика, — применяя законы одного-двух разделов курса
Заряд в электрическом поле — Работа поля A=qU, сила F=qE, поле между пластинами E=dU.
Заряд в магнитном поле — Сила Лоренца и радиус окружности, по которой частица движется в поле.
Контур и ЭДС — Проводник скользит по рельсам в магнитном поле; колебательный контур и наибольший ток в нём.
Тонкая линза — Формула тонкой линзы и увеличение: где получится изображение и какого оно размера.
Фигура вдоль оси — Изображение отрезка или квадрата, лежащего вдоль главной оптической оси: формулу линзы применяют к каждому концу отдельно.
Пример с полным разбором
Условие. Проводящий стержень длиной 0,5 м скользит без трения по двум горизонтальным рельсам со скоростью 4 м/с, оставаясь перпендикулярным им. Рельсы соединены резистором сопротивлением 2 Ом, вся система находится в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией 0,2 Тл. Какую силу нужно прикладывать к стержню, чтобы его скорость не менялась? Сопротивлением стержня и рельсов пренебречь.
Стержень движется поперёк линий магнитного поля, и в нём возникает ЭДС индукции E=Bvl=0,2⋅4⋅0,5=0,4 В.
Стержень, рельсы и резистор образуют замкнутую цепь, стержень в ней — источник, сопротивление которого по условию равно нулю. По закону Ома для полной цепи I=RE=20,4=0,2 А.
На стержень с током в магнитном поле действует сила Ампера FА=IBl=0,2⋅0,2⋅0,5=0,02 Н. По правилу Ленца она направлена против движения.
Скорость постоянна, поэтому по второму закону Ньютона внешняя сила уравновешивает силу Ампера: F=FА=0,02 Н. В общем виде F=RB2l2v.
Ответ:F=0,02 Н
Частые ошибки
Забывают синус угла в силе Лоренца или силе Ампера.
Считают, что сила Лоренца разгоняет частицу, хотя она только поворачивает её скорость.
Применяют формулу линзы один раз ко всему предмету, взяв расстояние до его середины.
Не делают рисунок или построение, которого требует условие.
Не описывают буквы, которых не было в условии.
Что нужно знать для задания 25
Оглавление курса «ЕГЭ по физике» под это задание. Содержание открывается после оплаты.
3 балла — полное решение: записаны законы и формулы, необходимые для выбранного способа решения; описаны новые буквенные обозначения; проведены преобразования и расчёты с подстановкой чисел; дан правильный ответ с единицами измерения; рисунок — если его требует условие. 2 балла — все нужные законы записаны и преобразования проведены, но есть недостатки: неполное описание обозначений или рисунок, незачёркнутые лишние записи, ошибки в преобразованиях или вычислениях, пропущенные важные шаги, нет ответа или в нём ошибка. 1 балл — записаны только нужные законы, без преобразований; или не хватает одной исходной формулы либо в одной из них ошибка, но с остальными формулами проведены логически верные преобразования. В остальных случаях 0.
Нужен ли рисунок?
Если условие его требует, рисунок входит в полное решение. В демонстрационном варианте 2027 года просят показать силы, с которыми магнитное поле действует на стороны контура, и рисунок стоит в критериях отдельным пунктом.
Когда назначают третьего эксперта?
Если два эксперта разошлись в оценке любого из заданий 21–25 на 2 балла и больше. Третий эксперт проверяет только те задания, по которым вышло такое расхождение.