👀 2.5k |

Задание №15 ЕГЭ по физике


Электромагнитная индукция и оптика


В задании №15 ЕГЭ по физике нас ждут задачи по теме электромагнитная индукция и оптика. Краткая теория и разбор типовых вариантов — ниже.


Теория к заданию №15 ЕГЭ по физике


Магнитный поток

Магнитный поток определяется формулой: Ф = B∙S∙cosα или Ф = LI. Здесь В – модуль магнитной индукции, S – площадь замкнутого контура, которую пронизывает эл.ток, α – угол между нормалью к поверхности контура и направлением вектора магнитной индукции, L – индуктивность контура, I – сила тока в нем.

Эта величина относится к скалярным. Она представляет собой количественную характеристику силовых линий, проходящих через прямоугольную рамку. Если контур рамки расположен перпендикулярно направлению индукции, поток будет иметь максимальное значение, а в случае, когда рамка повернута параллельно вектору индукции, поток будет нулевым.

Ед.измерения магн.потока – 1 Вб (вебер). Эта величина выражается через ед.измерения величин, определяющих магнитный поток (см.1-ю формулу), т.е. 1 Вб = 1 Тл · 1 м2.

Электромагнитная индукция

Электромагнитная индукция является процессом возникновения электрического тока в проводящем замкнутом контуре при изменениях магн.поля, которое пронизывает этот контур. Появление электрического поля при том, что меняется магн.поле, указывает на то, что в контуре возникает ЭДС индукции. ЭДС определяется по формуле: где ∆t – время, в течение которого происходит изменение магн.потока. Это уравнение представляет собой з-н электромагнитной индукции.

Период колебаний в контуре

Период колебаний в колебательном контуре можно найти по формуле:. Здесь C – емкость конденсатора; L – индуктивность катушки.

Электроемкость конденсатора

Электроемкость – физ.величина, определяемая как 𝐶=𝑞/𝑈, где q – заряд каждого из проводников (пластин конденсатора), U – напряжение между пластинами.

Разбор типовых вариантов заданий №15 ЕГЭ по физике


Демонстрационный вариант 2018

Проволочная рамка площадью 2∙10-3 м2 вращается в однородном магнитном поле вокруг оси, перпендикулярной вектору магнитной индукции. Магнитный поток, пронизывающий площадь рамки, изменяется по закону   http://www.pomogala.ru/pomogala_fizika/ege_2018/img_15.2.jpg , где все величины выражены в СИ. Чему равен модуль магнитной индукции? (Ответ выразите в мТл)

 Алгоритм решения:
  1. Используя представленную в условии зависимость Ф от времени и формулу для вычисления магн.потока, делаем вывод о значении соответствующих физ.величин и выводим формулу для расчета искомой величины.
  2. Подставляем числовые значения величин и вычисляем искомую величину.
  3. Записываем ответ.
Решение:
1.Учитывая, что в условии дана зависимость магнитного потока от времени http://www.pomogala.ru/pomogala_fizika/ege_2018/img_15.2.jpg , используем для расчетов соответствующую формулу для его определения, а именно: Ф=ВScosα. Сопоставив эту формулу с уравнением зависимости магн.потока от времени, делаем вывод о том, что выражение 10πt характеризует изменение во времени α, а выражение 4·10-6 представляет собой произведение B·S. Соответственно: BS=4·10-6 (Вб) (1).

2. По условию S = 2∙10-3 м2. Подставив это значение в (1), получим: 𝐵=4∙10−6/2∙10−3=2∙10−3 (Тл). Поскольку ответ требуется дать в мТл, имеем: В= 2 мТл.

Ответ: 2

Первый вариант задания (Демидова, №7)

На рисунке приведён график зависимости силы тока i от времени t при свободных гармонических колебаниях в колебательном контуре. Каким станет период свободных колебаний в контуре, если конденсатор в этом контуре заменить на другой конденсатор, ёмкость которого в 4 раза меньше?

http://self-edu.ru/htm/2018/ege2018_phis_30/files/7_15.files/image001.jpg
Алгоритм решения:
  1. Анализируем график колебаний тока. Определяем период колебаний.
  2. Определяем, как изменится период при уменьшении емкости в 4раза.
  3. Записываем ответ.
Решение:

1. Рассматриваем рисунок, приложенный к задаче. Изображенный график показывает, что период в данном случае колебаний тока T=4 мкс.

2. После уменьшения емкости конденсатора С1 в 4 раза она станет равной С21/4. Период колебаний в этом случае изменится так:

Отсюда делаем вывод: период уменьшится в 2 раза. Ответ: 2

Второй вариант задания (Демидова, № 11)

Если ключ К находится в положении 1, то период собственных электромагнитных колебаний в контуре (см. рисунок) равен 3 мс. Насколько увеличится период собственных электромагнитных колебаний в контуре, если ключ перевести из положения 1 в положение 2?

http://self-edu.ru/htm/ege2017_phis_30/files/11_15.files/image001.jpg
 Алгоритм решения:
1. Определяем значения для емкости для каждого положения ключа. 2. Записываем формулу для определения периода электромагнитных колебаний. Находим период для 2-го положения ключа. 3. Определяем, насколько увеличился период колебаний. 4. Записываем ответ.
Решение:
1. В положении 1 в контуре имеется конденсатор с емкостью С1=С. При перебрасывании ключа в положение 2 конденсатор С1 отключается, а вместо него подключается С2=4С=4С1. 2. Для определения периода используется формула:http://self-edu.ru/htm/ege2017_phis_30/files/11_15.files/image002.gif . Тогда для 1-го положения ключа , для 2-го – . Видно, что формулы для Т1 и Т2 различаются только коэффициентом 2 во 2-й из них. Это означает, что период становится в два раза больше, т.е. Т2=2Т1. Для 1-го положения ключа Т1=3 мс, поэтому Т2=2∙3= 6 мс. 3. Поскольку в задаче требуется узнать, насколько изменится период, то, значит, нужно найти Т2–Т1. Находим эту разность: Т2 –Т1=6–3=3 (мс).

Ответ: 3


Третий вариант задания (Демидова, № 24)

Точечный источник света находится перед плоским зеркалом на расстоянии 1,6 м от него. На сколько увеличится расстояние между источником и его изображением, если, не поворачивая зеркала, отодвинуть его от источника на 0,2 м?

 Алгоритм решения:
  1. Анализируем условие задачи. Определяем расстояние до изображения.
  2. Изменяем расстояние между зеркалом и предметом. Используем законы оптики для ответа на вопрос.
  3. Записываем ответ.
Решение:

1.В задаче указано, что источник находится перед плоским зеркалом. А оно не искажает перспективу. Потому расстояние от точечного источника до его отображения в зеркале равно 1,6∙2 = 3,2 м.

2. Увеличиваем расстояние между зеркалом и предметом, излучающим свет, на 0,2 м. Тогда оно станет равно 1,6+0,2=1,8 м. Расстояние между источником света и изображением этого источником определится как 1,8∙2 = 3,6 м. Определим разность межу новым расстоянием и первоначальным: 3,6-3,2=0,4 м. На эту величину увеличится искомое расстояние.

Ответ: 0,4
✍️ Автор: Даниил Романович | 📄 Скачать PDF |Поставить огонёк:

Добавить комментарий



Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *