Разбор 25 задания ЕГЭ 2020 по физике из демонстрационного варианта. Проверяемые элементы содержания: молекулярная физика, электродинамика (расчетная задача).
Медный прямой проводник расположен в однородном магнитном поле, модуль вектора магнитной индукции которого равен 20 мТл. Силовые линии магнитного поля направлены перпендикулярно проводнику. К концам проводника приложено напряжение 3,4 В. Определите площадь поперечного сечения проводника, если сила Ампера, действующая на него, равна 6 Н. Удельное сопротивление меди равно 1,7·10–8 Ом·м.
Разбор 25 задания ЕГЭ 2020 по физике
Дано:
B = 20 мТл = 20 · 10–3 Тл
U = 3,4 В
Fамп = 6 Н
ρ = 1,7 · 10–8 Ом·м
Найти:
S — ?
Решение:
Сила тока в проводнике по закону Ома равна:
I = U/R (1)
Сопротивление проводника можно вычислить как произведение удельного сопротивления на длину проводника, деленное на его площадь сечения:
R = ρl/S (2)
Сила Ампера для проводника с током, расположенного перпендикулярно линия магнитного поля, вычисляется по формуле:
Fамп = IBl
Используя формулы 1 и 2 получаем:
Fамп = UBl/R = USBl/ρl = USB/ρ
Откуда
S = Fампρ/UB
S = 6 Н ⋅ 1,7 · 10–8 Ом·м/3,4 В · 20 · 10–3 Тл = 1,5 · 10–6 м2 = 1,5 мм2
Ответ:
1,5 мм2