Теория:
Характеристика задания
1. Какой тип ответа: расчёт физической величины.
2. Что проверяет задание: сформированность умения правильно вычислять значение величины при анализе явлений с использованием законов и формул.
3. Какие разделы физики определяют содержание задания: электромагнитные явления.
4. Какой уровень сложности задания: базовый.
5. Как оценивается задание:
- \(1\) балл — ответ записан в той форме, которая указана в инструкции по выполнению задания, и полностью совпадает с эталоном ответа;
- \(0\) баллов — выставляется во всех других случаях.
6. Какова форма ответа: запиши в бланк ответов № \(1\) целое число или конечную десятичную дробь с учётом
указанных в ответе единиц измерения (без пробелов, запятых и других дополнительных символов; каждая цифра в отдельной клеточке).
Пример:
определи номер контакта \(K\) (\(1\)–\(4\)) в электрической цепи (рис. \(1\)), при котором потребляемая мощность цепи будет минимальной, учитывая неизменность напряжения на источнике тока.
Рис. \(1\). Электрическая цепь
Как решить задание из примера?
| Дано | Решение |
\(U\) \(=\) \(const\) | 1. Физическая модель задачи: - тепловое действие электрического тока в цепи с переменной длиной круглого проводника. 2. Физические законы: - мощность электрического тока: \(P=\frac{U^2}{R};\) (\(1\)) - сопротивление проводника: \(R=\rho \frac{l}{S}.\) (\(2\)) 3. Математическое решение задачи: - подставим формулу (\(2\)) в (\(1\)): \(P=\frac{U^2S}{\rho}·\frac{1}{l};\) (\(3\)) - перепишем формулу (\(3\)): \(P=\frac{b}{l},\) (\(4\)) где \(b=\frac{U^2S}{\rho}=const\) для нашего круглого проводника; - анализируем функциональную зависимость (\(4\)) — обратная пропорциональность — между мощностью \(P\) и длиной проводника \(l\): \(P_{min}=\frac{b}{l_{max}},\) т. е. минимальной потребляемой мощности цепи соответствует максимальная длина круглого проводника (рис. \(2\)).  Рис. \(2\). Изображение максимальной длины круглого проводника |
| Найти: \(P_{min}\) | Правильный ответ: \(2\) |
Обрати внимание!
Решение расчётных физических задач оформляется в следующей последовательности:
- Физическая модель задачи, которая описывает явление согласно условию задания (это позволяет во втором пункте соотнести конкретное физическое явление с физическими законами (закономерностями), которые его объясняют).
- Физические законы (запись функциональных зависимостей между физическими величинами, которые представляют собой физические характеристики физического явления).
- Математическое решение задачи (в данном пункте проводятся математические процедуры (решение линейных и нелинейных уравнений, нахождение неизвестного множителя из пропорции и др.) с формулами из второго пункта). В данном пункте также проводится проверка размерности конечной формулы, по которой вычисляется искомая физическая величина, где данная процедура позволяет: а) доказать правильность выведенной формулы по соответствию её единицам измерения искомой физической величины; б) запомнить формулы не в формате «зубрёжки», а применяя каждый раз к решению разных физических задач.
Типичные ошибки
- Неверное использование правил правой и левой рук для определения направлений вектора магнитной индукции \(\vec{B}\) и силы Ампера \(\vec{F_A}\) соответственно (правая рука — для \(\vec{B}\), левая рука — для \(\vec{F_A}\)).
- Неверное определение направления индукционного тока (обрати внимание на правило Ленца).
- Неверные функциональные зависимости между силой тока \(I\), напряжением \(U\) и сопротивлением \(R\) при записи соотношений между ними для параллельного и последовательного соединения проводников.
- Неверный перевод множителей размерностей при использовании в расчётах физических величин (обрати внимание на данную ошибку при анализе значений физических величин, указанных на графике, диаграмме).
Источники:
Рис. 1. Электрическая цепь. © ЯКласс.
Рис. 2. Изображение максимальной длины круглого проводника. © ЯКласс.