Задание 11 ЕГЭ по физике: Электрическое поле и ток
Закон Кулона, напряжённость и потенциал поля, закон Ома для участка и для полной цепи, последовательное и параллельное соединение, работа и мощность тока. Обычно требуется найти одну величину в простой схеме или сравнить силы при изменении зарядов и расстояний.
Два точечных заряда q₁ = +1 мкКл и q₂ = +4 мкКл закреплены на расстоянии 60 см друг от друга. Найди точку на прямой, проходящей через заряды, в которой напряжённость электрического поля равна нулю. Прими k = 9·10⁹ Н·м²/Кл².
Сначала — где искать. Заряды одноимённые (оба положительные), значит точка лежит между ними: только в промежутке вектор от q1 смотрит вправо, а вектор от q2 — влево, то есть навстречу. Вне отрезка оба вектора направлены в одну сторону, и обнулиться не смогут.Заряд q1 меньше, поэтому точка будет ближе к нему — левее середины. Это пригодится для проверки ответа.Обозначения. Пусть искомая точка отстоит от q1 на x. Тогда от q2 она отстоит на 0,6−x метра. Условие нуля — равенство модулей напряжённостей:kx2q1=k(0,6−x)2q2Что можно не считать. Коэффициент k стоит в обеих частях — сокращается. Множитель 10−6 у зарядов тоже в обеих частях — сокращается. Значит, микрокулоны можно так и оставить микрокулонами, а вот сантиметры в метры перевести обязательно: они в квадрате и не сокращаются.x21=(0,6−x)24Извлекаем корень из обеих частей. Оба расстояния положительны, поэтому корень берём со знаком «плюс»:x1=0,6−x2Крест-накрест: 0,6−x=2x, откуда 3x=0,6.x=0,2м=20смПроверка. Точка получилась левее середины, ближе к меньшему заряду — как и ожидали. Проверим ещё числом: E1=9⋅109⋅10−6/0,22=2,25⋅105 В/м и E2=9⋅109⋅4⋅10−6/0,42=2,25⋅105 В/м. Сошлось.И полезное наблюдение напоследок. Потенциал в этой же точке нулю не равен: φ=4,5⋅104+9⋅104=1,35⋅105 В. Оба заряда положительны, их потенциалы складываются как положительные числа и обнулиться не могут в принципе. Ноль напряжённости и ноль потенциала — разные точки.Ответ: На расстоянии 20 см от заряда q₁ (и 40 см от q₂), в точке между зарядами.
За задание 11 можно получить максимум 1 балл из 45 первичных баллов всей работы. Форма ответа — число, единицы указаны в условии.
Какой уровень сложности у задания 11 по физике?
Задание 11 относится к заданиям базового уровня сложности; таких в работе 14 из 26.
Сколько времени тратить на задание 11?
Закладывайте около 4 минуты: на всю работу даётся 3 часа 55 минут при 26 заданий. Если решение не приходит за это время, отметьте номер и вернитесь к нему позже.
Какие темы нужно знать для задания 11?
По кодификатору ФИПИ задание 11 опирается на разделы: Электростатика (закон Кулона, напряжённость, потенциал, конденсаторы); Постоянный ток (закон Ома, ЭДС, закон Джоуля–Ленца, соединения проводников).