Задание 25 ЕГЭ по физике · 798C45
Задача высокого уровня: электродинамика
Квадратная проволочная рамка со стороной l=10 см находится в однородном магнитном поле с индукцией B⃗ . На рисунке изображена зависимость проекции вектора B⃗ на перпендикуляр к плоскости рамки от времени. Какое количество теплоты выделится в рамке за время t=10 с, если сопротивление рамки R=0,2 Ом?
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Площадь квадратной рамки равна
S=l2=(0,10)2=0,01 м2
По закону электромагнитной индукции модуль ЭДС на каждом участке графика определяется скоростью изменения нормальной составляющей магнитной индукции:
∣E∣=S∣dBₙdt∣
На участке от 0 до 4 с:
∣dBₙdt∣1=∣−0,4−0,6∣4=0,25 Тл/с
На участке от 4 до 10 с:
∣dBₙdt∣2=∣0,2−(−0,4)∣6=0,10 Тл/с
Количество теплоты, выделившееся в сопротивлении рамки, равно Q=∫E2R dt. Поэтому с учётом двух участков графика
Q=S2R[(0,25)2⋅4+(0,10)2⋅6]
Подставляем численные значения:
Q=(0,01)20,2(0,252⋅4+0,102⋅6)=1,55⋅10−4 Дж
S=l2=(0,10)2=0,01 м2
По закону электромагнитной индукции модуль ЭДС на каждом участке графика определяется скоростью изменения нормальной составляющей магнитной индукции:
∣E∣=S∣dBₙdt∣
На участке от 0 до 4 с:
∣dBₙdt∣1=∣−0,4−0,6∣4=0,25 Тл/с
На участке от 4 до 10 с:
∣dBₙdt∣2=∣0,2−(−0,4)∣6=0,10 Тл/с
Количество теплоты, выделившееся в сопротивлении рамки, равно Q=∫E2R dt. Поэтому с учётом двух участков графика
Q=S2R[(0,25)2⋅4+(0,10)2⋅6]
Подставляем численные значения:
Q=(0,01)20,2(0,252⋅4+0,102⋅6)=1,55⋅10−4 Дж
Пример ответа
Q = 1,55·10−4 Дж
Источник: Открытый банк ФИПИ 798C45
Похожие задания
25В постоянном магнитном поле заряженная частица движется по окружности. Когда индукцию магнитного поля стали…Задача высокого уровня: электродинамика · 4B860125В электрической цепи, показанной на рисунке, ЭДС и внутреннее сопротивление источника тока соответственно…Задача высокого уровня: электродинамика · 6F8BCC25Электромагнитное 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 · 05618D
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.