Теория:

Характеристика задания
1. Какой тип ответа: полное решение задачи с законами и формулами, применение которых необходимо и достаточно для решения задачи, а также математические преобразования, расчёты с численным ответом и единицей измерения.
 
2Какова структура содержания задания: расчётная задача с неявно заданной физической моделью с использованием законов и формул из одного раздела физики (электродинамика).
 
3Какой уровень сложности задания: высокий.
 
4Как оценивается задание: проверка выполнения заданий части \(2\) проводится экспертами на основе специально разработанной системы критериев, где правильный ответ на задание оценивается \(3\) баллами —
а) \(3\) балла — приведено полное решение, включающее в себя положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом, описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением констант), представлены необходимые математические преобразования и расчёты, представлен правильный ответ с указанием единиц измерения;
б) \(2\) балла — правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы и приведены преобразования, но имеется один или несколько недостатков: описаны не все вводимые в решении буквенные обозначения физических величин, в решении имеются лишние записи (возможно, неверные), которые не отделены от решения или не зачёркнуты, в математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки и (или) пропущены логически важные шаги;
в) \(1\) балл — выставляется в следующих случаях: представлены только положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи без каких-либо преобразований, направленных на решение задачи, в решении отсутствует одна из исходных формул, необходимая для решения задачи, но присутствуют верные преобразования с имеющимися формулами, в одной из исходных формул допущена ошибка, но присутствуют верные преобразования с имеющимися формулами;
г) \(0\) баллов — все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в \(1\), \(2\) и \(3\) балла.
 
При автоматической проверке заданий (ЯКласс) правильный ответ также оценивается \(3\) баллами.
Пример:
задача из блоков «Электростатика» и «Постоянный ток» раздела физики «Электродинамика»:
найди величину заряда на обкладке первого конденсатора (рис. \(1\)),
учитывая физические параметры: \(C_1 = 1\) мкФ, \(C_2 = 2\) мкФ,
\(\varepsilon = 3\) В (\(r = 0\)), \(\varphi_a - \varphi_b = 2\) В.
(Ответ запиши в мкКл.)
pic1.png
Рис. \(1\). Изображение участка цепи
Что проверяет задание: для правильного выполнения необходимо хорошо ориентироваться в формулировке и математическом (функциональном) представлении всех законов (закономерностей) из раздела физики:
- электродинамика (электростатика, постоянный ток, электрический ток в различных средах, магнитное поле, электромагнитная индукция, электромагнитные колебания и волны, волновая и геометрическая оптика).
Как решить задание из примера?
ДаноРешение
\(C_1 = 1\) мкФ;
\(C_2 = 2\) мкФ;
\(\varepsilon = 4\) В;
\(\varphi_a - \varphi_b = 2\) В
 
1. Физическая модель задачи представлена на рисунке \(2\):
- расставим знаки зарядов на конденсаторах с учётом их последовательного соединения между собой (знаки между обкладками соседних конденсаторов чередуются) и с учётом знаков пластин источника тока (ЭДС);
- введём дополнительные узлы \(c\) и \(d\).
  
pic282.png
Рис. \(2\). Изображение знаков зарядов на элементах цепи
  
2. Физические законы:
- напряжение между узлами цепи \(U = \varphi_+ - \varphi_-\),  (\(1\))
где \(\varphi_+\)  — потенциал положительной обкладки конденсатора (или пластины ЭДС),
\(\varphi_-\)  — потенциал отрицательной обкладки конденсатора (или пластины ЭДС);
- равенство модулей зарядов на обкладках конденсаторов \(q_1 = q_2 = q\);  (\(2\))
- ёмкость первого конденсатора \(C_1 = \frac{q}{U_1}\),  (\(3\))
где \(U_1 = \varphi_a - \varphi_c\);  (\(4\))
- ёмкость второго конденсатора \(C_2 = \frac{q}{U_2}\),  (\(5\))
где \(U_2 = \varphi_d - \varphi_b\);   (\(6\))
- ЭДС источника тока \(\varepsilon  = \varphi_d - \varphi_c\).  (\(7\))
 
3. Математическое решение задачи:
- вычтем левые и правые части формул (\(4\)) и (\(7\)) друг из друга:
\(U_1 - \varepsilon = \varphi_a - \varphi_d\);  (\(8\))
- сложим левые и правые части формул (\(6\)) и (\(8\)) друг с другом:
\(U_2 + U_1 - \varepsilon  = \varphi_a - \varphi_b\);  (\(9\))
- выразим \(U_1\) и \(U_2\) из формул (\(3\)) и (\(5\)) и подставим в (\(9\)):
\(q(\frac{1}{C_1} + \frac{1}{C_2}) = (\varphi_a - \varphi_b) + \varepsilon\);  (\(10)\)
- выражаем \(q\) из формулы (\(10\)):
\(q = \frac{C_1C_2((\varphi_a - \varphi_b) + \varepsilon)}{C_1 + C_2}\);  (\(11\))
- проверяем размерность формулы (\(11\)):
\([q] = \frac{Ф · Ф · В}{Ф} = \frac{Кл · В}{В} = В\);
- проводим вычисления:
\(q = \frac{1 · 2 · (2 + 4)}{1 + 2} = 4\) мкКл
Найти: \(q_1\)Правильный ответ: \(4\) мкКл (величина такого заряда на обкладках как первого конденсатора, так и второго)
Типичные ошибки
1. Обрати внимание на последовательное/параллельное соединение элементов (резисторы, конденсаторы, источники тока) в цепи с точки зрения записи закономерностей между физическими величинами (заряд, сила тока, напряжение, ЭДС, сопротивление).
2. Обрати внимание на последовательное/параллельное соединение элементов (резисторы, конденсаторы, источники тока) в цепи с точки зрения расстановки знаков зарядов
 
Какова форма ответа: запиши в бланк ответов  \(2\) полное решение задачи.
Источники:
Рис. 1. Изображение участка цепи. © ЯКласс.
Рис. 2. Изображение знаков зарядов на элементах цепи. © ЯКласс.