Задание 25 ЕГЭ по физике · 73F72D
Площадь сечения провода рамки
Квадратная рамка из медного провода помещена в однородное поле электромагнита. На рисунке приведён график зависимости от времени t для проекции Вn вектора индукции этого поля на перпендикуляр к плоскости рамки. За время τ=5 с в рамке выделяется количество теплоты Q=53 мкДж. Длина стороны рамки l=10 cм. Удельное сопротивление меди ρ=1,7⋅ 10 −8 Ом ⋅ м. Определите площадь поперечного сечения провода S0.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Площадь квадратной рамки равна:
S=l2=(0,10)2=1,0⋅10−2 м2
По графику за время 5 с проекция магнитной индукции изменилась от 0,3 Тл до −0,2 Тл. Поэтому модуль скорости изменения магнитной индукции равен:
∣ΔBₙΔt∣=∣−0,2−0,3∣5=0,1 Тл/с
По закону электромагнитной индукции модуль ЭДС в рамке равен:
E=S∣ΔBₙΔt∣=1,0⋅10−2⋅0,1=1,0⋅10−3 В
Количество теплоты, выделившееся в рамке, определяется законом Джоуля — Ленца:
Q=E2Rτ
Сопротивление провода рамки длиной 4l равно:
R=ρ4lS0
Объединяя формулы, получаем:
S0=4ρlE2τQ=4⋅1,7⋅10−8⋅0,10⋅1,0⋅10−32⋅553⋅10−6≈7,2⋅10−8 м2
S=l2=(0,10)2=1,0⋅10−2 м2
По графику за время 5 с проекция магнитной индукции изменилась от 0,3 Тл до −0,2 Тл. Поэтому модуль скорости изменения магнитной индукции равен:
∣ΔBₙΔt∣=∣−0,2−0,3∣5=0,1 Тл/с
По закону электромагнитной индукции модуль ЭДС в рамке равен:
E=S∣ΔBₙΔt∣=1,0⋅10−2⋅0,1=1,0⋅10−3 В
Количество теплоты, выделившееся в рамке, определяется законом Джоуля — Ленца:
Q=E2Rτ
Сопротивление провода рамки длиной 4l равно:
R=ρ4lS0
Объединяя формулы, получаем:
S0=4ρlE2τQ=4⋅1,7⋅10−8⋅0,10⋅1,0⋅10−32⋅553⋅10−6≈7,2⋅10−8 м2
Пример ответа
Площадь поперечного сечения провода: S0 ≈ 7,2 · 10−8 м2.
Источник: Открытый банк ФИПИ 73F72D
Похожие задания
25Электромагнитное излучение с длиной волны 3,3 ⋅ 10^( – 7) м используется для нагревания воды. Какую массу…Нагревание воды фотонами · 002D3A25Плоская монохроматическая световая волна с длиной волны 400 нм падает по нормали на дифракционную решётку.…Период дифракционной решётки · 01C99325Ион с зарядом q=3,2⋅10^(−19) Кл и массой m=1,5⋅10^(−25) кг проходит ускоряющую разность потенциалов U=2 кВ и…Радиус движения иона · 030E6825В электрической цепи, схема которой показана на рисунке, R1=R, R2=2R, r=0,5R. Когда ключ К разомкнут, на…Мощность в разветвлённой цепи · 05618D25Сила тока в идеальном колебательном контуре меняется со временем так, как показано на рисунке. Определите…Заряд конденсатора в контуре · 07189425На рисунке показана схема электрической цепи, состоящей из источника тока с ЭДС ℰ=12 В и внутренним…Теплота при разряде конденсатора · 0B939C
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.