Задание 23

Расчётная задача по молекулярной физике или электродинамике · 56 заданий

Задание №23
№23
По двум горизонтальным параллельным проводящим рельсам с пренебрежимо малым сопротивлением, замкнутым на последовательно соединённые резистор с сопрот…
Закон Ома для участка цепи
Задание №23
№23
В стакан калориметра, содержащий 250 г воды, опустили кусок льда массой 140 г, имевшего температуру 0°С. После того как наступило тепловое равновеси…
Уравнение теплового баланса
Задание №23
№23
На металл падает поток фотонов с длиной волны в 3 раза меньше «красной границы» фотоэффекта. Во сколько раз уменьшится максимальная кинетическая энерг…
Расчётная задача: МКТ/электродинамика
Задание №23
№23
Кусок льда опустили в термос, содержащий воду при температуре 50°С. Начальная температура льда 0°С. При переходе к тепловому равновесию часть льда мас…
Уравнение теплового баланса
Задание №23
№23
Пластины большого по размерам плоского конденсатора расположены горизонтально на расстоянии d = 2 см друг от друга. Напряжение на пластинах конденсато…
Потенциальность электростатического поля
Задание №23
№23
В тонкой рассеивающей линзе получено уменьшенное в 4 раза изображение предмета. Определите модуль фокусного расстояния линзы, если изображение предмет…
Формула тонкой линзы
Задание №23
№23
В калориметре находятся в тепловом равновесии 50 г воды и 5 г льда. Какой должна быть минимальная удельная теплоёмкость материала болта, имеющего масс…
Изменение агрегатных состояний вещества: плавление и…
Задание №23
№23
На дифракционную решётку, имеющую 500 штрихов на 1 мм, перпендикулярно её поверхности падает узкий луч монохроматического света частотой 5 · 10¹⁴ Гц.…
Дифракция света
Задание №23
№23
На дифракционную решётку, имеющую 300 штрихов на 1 мм, перпендикулярно её поверхности падает узкий луч монохроматического света частотой 5,6 · 10¹⁴ Гц…
Дифракция света
Задание №23
№23
На металл падает поток фотонов с частотой в 3,5 раза больше «красной границы» фотоэффекта. Во сколько раз увеличится максимальная кинетическая энергия…
Расчётная задача: МКТ/электродинамика
Задание №23
№23
В калориметре находятся в тепловом равновесии 50 г воды и 5 г льда. Какой должна быть минимальная масса болта, имеющего температуру 339 К, чтобы после…
Уравнение теплового баланса
Задание №23
№23
Пластины большого по размерам плоского конденсатора расположены горизонтально на расстоянии d = 2 см друг от друга. Напряжение на пластинах конденсато…
Потенциальность электростатического поля

Задание №23 — Закон электромагнитной индукции

Закон Ома для участка цепиЗакон Ома

ЭДС индукции в прямом проводнике длиной l, движущемс…ЭДС движущегося проводника

Энергия магнитного поля катушки с токомЭнергия магнитного поля

Другие навыки

Поле проводникаЗакон ФарадеяСамоиндукция

2 баллаФИПИ#67599

По двум горизонтальным параллельным проводящим рельсам с пренебрежимо малым сопротивлением, замкнутым на последовательно соединённые резистор с сопротивлением $R = 1$ Ом и катушку с индуктивностью $L = 10$ мГн, скользит поступательно и равномерно проводящий стержень (см. рисунок). Расстояние между рельсами $l = 10$  см. Рельсы со стержнем находятся в вертикальном однородном магнитном поле с индукцией $B = 1$  Тл. При этом энергия магнитного поля катушки $W$ постоянна и равна $8$ мкДж. Каков модуль скорости движения стержня? Сопротивлением стержня и катушки пренебречь. Рельсы закреплены на диэлектрической подложке.

Ваше решениедо 2 баллов

Запишите решение задачи...

Решение

Решение:
Так как энергия магнитного поля постоянна, следовательно и ток в цепи тоже течет постоянный:
$W = \frac{LI^{2}}{2} \Rightarrow I = \sqrt{\frac{2 W}{L}} ( 1 ) .$
Так как ток в цепи постоянный, значит ЭДС самоиндукции катушки равно нулю, согласно закону Фарадея:
$\epsilon_{c . и .} = - L \frac{\triangle I}{\triangle t} .$
Следовательно, общая ЭДС индукции в данном контуре - это только ЭДС движущегося проводника:
$\epsilon_{i} = Blv ( 2 ) .$
Согласно закону Ома для однородной цепи:
$\epsilon_{i} = IR ( 3 ) .$
Объединяем формулу (1), (2), (3) и получаем:
$\sqrt{\frac{2 W}{L}} R = Blv$ $\Rightarrow v = \frac{R}{Bl} \sqrt{\frac{2 W}{L}}$ $= \frac{1}{1 \cdot 0{,}1} \sqrt{\frac{2 \cdot 8 \cdot 10^{- 6}}{10 \cdot 10^{- 3}}}$ $= 0{,}4$ м/с.

Ответ: 0,4 м/с

Источник: ФИПИ