Разбор 32 задания ЕГЭ 2020 по физике из демоверсии

Разбор 32 задания ЕГЭ 2020 по физике из демонстрационного варианта. Проверяемые элементы содержания: электродинамика, квантовая физика (расчетная задача).

Квадратная проволочная рамка со стороной l = 10 см находится в однородном магнитном поле с индукцией B. На рисунке изображена зависимость проекции вектора B на перпендикуляр к плоскости рамки от времени.

Зависимость проекции вектора

Какое количество теплоты выделится в рамке за время t = 10 с, если сопротивление рамки R = 0,2 Ом?

Разбор 32 задания ЕГЭ 2020 по физике

При изменении магнитного поля поток вектора магнитной индукции Φ(t) = B(t)S через рамку площадью S = l2 изменяется, что создает в ней ЭДС индукции ε. В соответствии с законом индукции Фарадея

ε = −ΔΦ/Δt = −ΔBn/ΔtS

Эта ЭДС вызывает в рамке ток, сила которого определяется законом Ома для замкнутой цепи:

I = ε/R = −ΔBnS/ΔtR

Согласно закону Джоуля-Ленца за время Δt в рамке выделится количество теплоты

Q = I2RΔt = S2Bn)2/RΔt = l4Bn)2/RΔt

За время Δt1 = t1 = 4 с на первом участке графика ΔB1 = B1B0 = 0,6 Тл, а на втором участке Δt2 = t2t1 = 6 с и ΔB2 = B2B1 = 0,6 Тл, поэтому
суммарное количество выделившейся теплоты

Q = Q1 + Q2 = l4/R[B1)2/Δt1 + B2)2/Δt2]

Подставляя сюда значения физических величин, получим:

Q = (0,1)4/0,2[1/4 + 0,36/6] = 10−3/2(0,25 + 0,06) = 0,155 ⋅ 10−3 Дж

Ответ:
0,155 мДж

Опубликовано: 14.01.2020 Обновлено: 14.01.2020
Поделись с друзьями

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

три + 19 =