11 задание ЕГЭ физика

Задание 11 – расчёт по одной формуле электростатики или постоянного тока (кодификатор 3.1.2, 3.2.1, 3.2.3, 3.2.8, 3.2.9): закон Кулона, сила тока, закон Ома для участка цепи, работа и мощность тока, закон Джоуля – Ленца. Ответ – число, 1 балл. Очень часто: «во сколько раз изменится» или «каким станет значение».

Алгоритм

1. Выпиши формулу для искомой величины.
2. Отметь, какие величины меняются и во сколько раз.
3. Подставь множители: $F^{\mathrm{\prime }}=F\cdot {\displaystyle \frac{2}{1}}$ и т. п. Проверь единицы ответа (мН, мА, кДж).

Формулы

• Закон Кулона: $F=k{\displaystyle \frac{\mathrm{\mid }{q}_1\mathrm{\mid }\mathrm{\mid }{q}_2\mathrm{\mid }}{r^2}}$, $k=9\cdot 10^9$ Н·м²/Кл². В среде: делится на $\epsilon$.
• Напряжённость точечного заряда $E=k{\displaystyle \frac{\mathrm{\mid }q\mathrm{\mid }}{r^2}}$; сила, действующая на заряд в поле, $F=qE$.
• Сила тока $I={\displaystyle \frac{\mathrm{\Delta }q}{\mathrm{\Delta }t}}$. Закон Ома для участка: $I={\displaystyle \frac{U}{R}}$.
• Сопротивление проводника $R=\rho {\displaystyle \frac{l}{S}}$.
• Последовательно: $R=R_1+R_2$, ток одинаков. Параллельно: $\frac{1}{R}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}$, напряжение одинаково.
• Работа тока $A=IUt$; мощность $P=IU=I^{2}R={\displaystyle \frac{U^2}{R}}$; теплота $Q=I^{2}Rt$.

Разобранный пример (демоверсия). Два заряда взаимодействуют с силой 50 мН, заряд одного увеличили в 2 раза. $F\sim q_1{q}_2$, значит, $F^{\mathrm{\prime }}=2\cdot 50=100$ мН. Ответ: 100.

Пример с соприкосновением. Одинаковые шарики с зарядами $+6q$ и $-2q$ коснулись и развели на прежнее расстояние. Заряд каждого стал $\frac{6q-2q}{2}=2q$. Было $F\sim 12q^2$, стало $4q^2$ – сила уменьшилась в 3 раза.

Ловушки: расстояние в квадрате (увеличили в 2 раза – сила в 4 раза меньше); при соприкосновении одинаковых шариков заряды складываются с учётом знака и делятся пополам; выбирать неудобную формулу мощности: при постоянном напряжении удобна $\frac{U^2}{R}$, при постоянном токе – $I^{2}R$; ответ просят в мН или мА, а не в Н или А.