ФИПИ № 7778ED ↗ Маленький шарик массой m=1 г с зарядом q>0, подвешенный к потолку на лёгкой шёлковой нитке длиной l=0,8 м, находится в горизонтальном однородном электростатическом поле E→ с модулем напряжённости поля E=6⋅105 В/м (см. рисунок). Шарик отпускают с нулевой начальной скоростью из положения, в котором нить вертикальна. В момент, когда нить образует с вертикалью угол α=30°, модуль скорости шарика υ=0,8 м/с. Чему равен заряд шарика q? Сопротивлением воздуха пренебречь.

ФИПИ · ЕГЭ · Физика · Задание 25

Задание 25 (часть 2). Расчётная задача повышенной сложности: электродинамика

68 заданий открытого банка ФИПИ с развёрнутым ответом: напишите ответ на бумаге, при затруднении — подсказка; потом сверьтесь с образцом ответа и критериями эксперта и отметьте, получилось ли.

Родителю: как помочь с темой «Задание 25 (часть 2). Расчётная задача повышенной сложности: электродинамика»

В теме 6 подтем: Электрическое поле, Электрическое сопротивление, Электродинамика, Электромагнитная индукция, Электромагнитные колебания и волны, Энергия заряженного конденсатора.

Попросите ребёнка открыть теорию и за 2–3 минуты своими словами рассказать вам главное.
Затем 10 заданий во вкладке «Практика»: смотрите не на скорость, а на точность — и на то, где понадобилась подсказка.
Ошибки не решайте за него: разберите пошаговое решение вместе и вернитесь к ним через день-два.

Кабинет родителя: что проходят, проверочные, результат ребёнка по ссылке →

Решено

Правильно

Точность

Задания открытого банка ФИПИ «Задание 25 (часть 2). Расчётная задача повышенной сложности: электродинамика» (физика). Развёрнутый ответ: на экзамене его проверяет эксперт по критериям.

Неофициальная копия. Условия заданий — из открытого банка заданий ФИПИ (fipi.ru); номер у каждого задания открывает его в банке ФИПИ. Ответы, подсказки, разборы и рисунки подготовлены reknow.ru. Нашли ошибку — нажмите «Сообщить об ошибке» у задания.

Серия: 0

Примеры заданий

Это несколько заданий из тренажёра, остальные — в тренажёре в начале страницы.

ФИПИ № 7778ED ↗

Маленький шарик массой $m = 1$ г с зарядом $q > 0,$ подвешенный к потолку на лёгкой шёлковой нитке длиной $l = 0,8$ м, находится в горизонтальном однородном электростатическом поле $\vec{E}$ с модулем напряжённости поля $E = 6 \cdot 10^{5}$ В/м (см. рисунок). Шарик отпускают с нулевой начальной скоростью из положения, в котором нить вертикальна. В момент, когда нить образует с вертикалью угол $α = 30 °,$ модуль скорости шарика $υ = 0,8$ м/с. Чему равен заряд шарика q? Сопротивлением воздуха пренебречь.

Показать ответ

Ответ: ≈ $5{,}8\cdot 10^{-9}$ Кл
Решение.

Закон сохранения энергии:

q E l \sin α

= \frac{m v^{2}}{2}

+ m g l (1

- \cos α)

Дано СИ
m = 1 г 10⁻³ кг
l = 0,8 м —
E = 6·10⁵ В/м —
α = 30°; v = 0,8 м/с —
1) Сила натяжения перпендикулярна скорости и работы не совершает. Шарик смещается вдоль поля на $l \sin α$ и поднимается на $l (1 - \cos α)$ .
$q E l \sin α$ $= \frac{m v^{2}}{2}$ $+ m g l (1$ $- \cos α)$
$q$ $= \frac{m (\frac{v^{2}}{2} + g l (1 - \cos α))}{E l \sin α}$ $= \frac{10^{- 3} (0,32 + 1,072)}{6 \cdot 10^{5} \cdot 0,4}$ $\approx 5,8$ $\cdot 10^{- 9}$ Кл
Что проверяет эксперт: работы электрической силы и силы тяжести, закон сохранения энергии, геометрия, перевод граммов в кг, ответ ≈ 5,8 нКл.
Ответ: ≈ $5,8 \cdot 10^{- 9}$ Кл.

Дано	СИ
m = 1 г	10⁻³ кг
l = 0,8 м	—
E = 6·10⁵ В/м	—
α = 30°; v = 0,8 м/с	—

Путают смещения: вдоль поля —

l \sin α

, по высоте —

l (1 - \cos α)

, а не наоборот.

Задание 25 (часть 2). Расчётная задача повышенной сложности: электродинамика

О теме

Примеры заданий