Тема . №25 Электродинамика (Расчетная задача высокого уровня сложности)

.08 Электромагнитная индукция. Закон Фарадея

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#15886

Замкнутый контур площадью S  из тонкой проволоки помещён в магнитное поле. Плоскость контура перпендикулярна вектору магнитной индукции поля. В контуре возникают колебания тока с амплитудой im  = 35 мА, если магнитная индукция поля меняется с течением времени в соответствии с формулой B = acos(bt)  , где a= 6⋅10−3  Тл, b= 3500 с−1  . Электрическое сопротивление контура R  = 1,2 Ом. Чему равна площадь контура?

Источники: Досрочная волна 2013

Показать ответ и решение

Самоиндукция равна изменению магнитного потока через площадь контура, за единицу времени:

        d Ф (t)
ξi(t)= − -dt--,

где Ф (t)= B(t)S = aScos(bt)  – поток магнитного поля через контур.
Тогда ЭДС индукции изменяется по закону

ξi(t)= − d-Ф = − d(aScosbt),
        dt        dt

Так как a  и S  — постоянны, то можем вынести их из производной, получим

         d(cosbt)
ξi(t) =− aS  dt   .

Производная cosbt  возьмем как производную сложной функции, для этого берем производную от косинуса, а затем производную от аргумента косинуса:

(cosbt)′ = − sin∗(bt)′ = − sin bt⋅b

Подставим для вычисления ЭДС

ξi(t)= abSsin bt.

По закону Ома:

I = ξi(t),
     R

где I  – сила тока.
Так как ЭДС и сила тока прямо пропорциональны, то максимум тока будет при максимуме ЭДС, который достигается при bt= π∕2

ξi(t)max = abS,

Тогда из закона Ома:

im = abS⇒  S = imR-= 20 см2
      R        ab
Ответ: 20
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: закон Ома и закон электромагнитной индукции, формула для магнитного потока);

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!