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 Ампера. Направление силы Ампера.

Прямолинейный проводник подвешен горизонтально на двух нитях в однородном магнитном поле с индукцией 10 мТл. Вектор магнитной индукции горизонтален и перпендикулярен проводнику. Во сколько раз изменится сила натяжения нитей при изменении направления тока на противоположное? Масса единицы длины проводника 0,01 кг/м, сила тока в проводнике 5 А.

Ваше решениедо 2 баллов

Запишите решение задачи...

Решение

Дано: В = 10 мТл = 0,01 Тл; $\angle \alpha = 90^{\circ} ; \frac{m}{L} = 0{,}01 кг / м ;$ I = 5 А
Найти: $\frac{T_{2}}{T_{1}} - ?$

Решение:
Запишем уравнение второго закона Ньютона в проекции на вертикаль для исходного состояния системы (до смены полярности тока):
2Т₁+ BIL = mg (1)
$Т_{1} = \frac{mg - BIL}{2} ( 2 )$

После того как направление тока поменяли на обратное, уравнение динамики в проекции на вертикальную ось примет вид:
2T₂ = mg + BIL (3)
$Т_{2} = \frac{mg + BIL}{2}$ (4)

Найдем отношение выражения (4) к выражению (2):
$\frac{T_{2}}{T_{1}} = \frac{\frac{mg + BIL}{2}}{\frac{mg - BIL}{2}} = \frac{mg + BIL}{mg - BIL}$
$\frac{Т_{2}}{Т_{1}} = \frac{L ( \frac{mg}{L} + BI )}{L ( \frac{mg}{L} - BI )} = \frac{\frac{m}{L} g + BI}{\frac{m}{L} g - BI}$
$\frac{Т_{2}}{Т_{1}} = \frac{0{,}01 \cdot 10 + 0{,}01 \cdot 5}{0{,}01 \cdot 10 - 0{,}01 \cdot 5} = 3$

Ответ: $\frac{T_{2}}{T_{1}} = 3$

Источник: ФИПИ