Пример сложного задания на дистанционной олимпиаде по физике

На всероссийских дистанционных олимпиадах по физике можно встретить задания совершенно из разных областей предмета. Задания могут быть как очень простыми, включающими просто выбор ответа и пару математических действий, но и предельно сложными, включающими в себя полный анализ величин и процесс доказательства используемых теорем с приведением их к нужному виду. Не каждая олимпиада по математике может похвастаться таким набором сложных задач.

Давайте рассмотрим пример одного такого задания, в котором вот требуется знание той математической базы и теории физики, о которой постоянно говорят все специалисты. Приступим к условию задания. В некоторые области пространства создано однородное магнитное поле, и квадратная металлическая рамка площадью S движется через границу области с постоянной скоростью, направленную вдоль плоскости рамки, перпендикулярно вектору магнитной индукции B. При этом индукция, генерируемая в рамке, равна Е. Какой станет Е, если будет двигаться квадратная рамка с площадью, большей в четыре раза, но изготовленная из того же материала.

Если бы не было ответов, то можно было бы ожидать, что олимпиада по физике выдаст стандартный ответ, как и большинство участников, а именно в 4 раза. Но к удивлению участника среди предложенных вариантов ответа он не может найти стандартный ответ 4Е. Это должно заставить задуматься о сути задания и явления. И тогда большинство участников олимпиады ответит Е/4. Статистика показывает, что больше половины конкурсантов выбирают такой ответ, но раз площадь увеличили в 4 раза, почему же должна уменьшиться электродвижущая сила? Что на самом деле здесь происходит?

Мы не будем обсуждать, то, что вектор индукции магнитного поля направлен перпендикулярно плоскости чертежа, это и так понятно. А важно понимать, где индуцируется ЭДС. Для нахождения правильного ответа на дистанционной олимпиаде по физике нужно понимать, что при таком движении рамки ЭДС может индуцироваться лишь на «передней» стороне этой рамки. На концах проводника, соответственно, возникает разность потенциалов. И если мы площадь рамки увеличиваем четыре раза сторона, то увеличивается в 2 раза. И, значит, ЭДС увеличивается в 2 раза. Вот сразу и появляется ответ.

Мы отчетливо видим, что знание и понимание физической базы даёт нам мгновенное правильное решение. А математические навыки позволяют быстро прийти к правильному ответу и вычислить цифровое значение ответа.

Добавить комментарий