Теория:
Характеристика задания
1. Какой тип ответа: расчёт физической величины.
2. Что проверяет задание: сформированность умения решать расчётные задачи, используя законы и формулы, связывающие физические величины (умение решать комбинированные задачи — задачи с физическими явлениями и законами из трёх разделов физики).
3. Какие разделы физики определяют содержание задания: механические, тепловые и электромагнитные явления.
4. Какой уровень сложности задания: высокий.
5. Как оценивается задание:
- \(3\) балла — правильное выполнение задания с учётом наличия всех пунктов а) — в):
а) верная запись краткого условия задания (блок «Дано» при письменном оформлении), в котором отсутствуют ошибки при переводе единиц в СИ;
б) верно записаны все физические законы (закономерности), необходимые и достаточные для решения задачи;
в) верно проведены математические преобразования и вычисления, необходимые для получения правильного числового ответа (допускается решение с промежуточными вычислениями);
- \(2\) балла — правильное выполнение пункта \(3\)б и \(3\)в, но в пункте \(3\)а допущена ошибка (ответ может быть верным и неверным), или отсутствует пункт \(3\)в, или допущена ошибка в пункте \(3\)в;
- \(1\) балл — допущена ошибка в пункте \(3\)б (записаны не все формулы или записаны все формулы, но в одной сделана ошибка);
- \(0\) баллов — ответ не соответствует критериям оценивания на \(1\), \(2\) и \(3\) балла.
Критерии оценивания | \(3\) балла | \(2\) балла | \(2\) балла | \(1\) балл | \(0\) баллов |
а | \(+\) | \(-\) | \(+\) | \(+\) | \(-\) |
б | \(+\) | \(+\) | \(+\) | \(-\) | \(-\) |
в | \(+\) | \(+\) | \(-\) | \(-\) | \(-\) |
Обрати внимание!
При автоматической проверке заданий («ЯКласс») числовые значения физических величин подставляются в конечную формулу с округлением ответа согласно условию задания!
6. Какова форма ответа: запиши ответ в бланк ответов № \(2\).
Пример:
металлический стержень массой \(50\) г и длиной \(50\) см закреплён на нитях и подключён к источнику тока. После его помещения в магнитное поле (\(10\) мТл) натяжение нити уменьшилось в \(5\) раз (рис. \(1\)). Найди значение силы тока.
Рис. \(1\). Физическая ситуация задачи
Как решить задание из примера?
| Дано | Решение |
\(B=10\) мТл \(=10·10^{-3}\) Тл; \(m=50\) г \(=\) \(=50·10^{-3}\) кг; \(l=50\) см \(=\) \(=50·10^{-2}\) м; \(\frac{F_{у1}}{F_{у2}}=n\); \(n=5\); \(\alpha=90°\) | 1. Физическая модель задачи представлена на рисунках \(2\) (магнитное поле отсутствует) и \(3\) (магнитное поле присутствует). Систему отсчёта, связанную со стержнем, считаем инерциальной.  Рис. \(2\). Изображение сил в отсутствие магнитного поля  Рис. \(3\). Изображение сил в присутствии магнитного поля 2. Физические законы: - второй закон Ньютона для стержня в векторной форме (магнитное поле отсутствует): \(m\vec{g}+2\vec{F}_{у1}=0;\) (\(1\)) - второй закон Ньютона для стержня в векторной форме (магнитное поле присутствует): \(m\vec{g}+2\vec{F}_{у2}+\vec{F}_A=0; (2)\) - сила Ампера: \(F_A=IBlsin\alpha,\) (\(3\)) где \(sin\alpha=1.\) 3. Математическое решение задачи: - спроецируем формулу (\(1\)) на ось \(Oy\): \(2F_{у1}=mg;\) (\(4\)) - спроецируем формулу (\(2\)) на ось \(Oy\) c учётом (\(3\)): \(2F_{у2}=mg-IBl;\) (\(5\)) - поделим левые и правые части формул (\(4\)) и (\(5\)) друг на друга: \(\frac{F_{у1}}{F_{у2}}=\frac{mg}{mg-IBl}\) или \(n=\frac{mg}{mg-IBl};\) (\(6\)) - выражаем \(I\) из формулы (\(6\)): \(I=\frac{(n-1)mg}{nBl};\) (\(7\)) - проверяем размерность формулы (\(7\)): \([I]=\frac{кг·м}{с²·Тл·м}=\frac{Н·А·м}{Н·м}=А;\) - проводим вычисления: \(I\) \(=\) \(=\) 80 А |
| Найти: \(I\) | Правильный ответ: 80 А |
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 установление соответствия между физическим явлением (ситуацией), описанным в условии задания, и описывающими его физическими законами.
- Неразличение векторных и скалярных физических величин.
- Подстановка числовых значений физических величин в векторные уравнения: правильным решением является их подстановка в скалярные уравнения, которые получаются проецированием векторных физических законов на оси \(Ox\) и \(Oy\).
Источники:
Рис. 1. Физическая ситуация задачи. © ЯКласс.
Рис. 2. Изображение сил в отсутствие магнитного поля. © ЯКласс.
Рис. 3. Изображение сил в присутствии магнитного поля. © ЯКласс.