в однородном вертикальном магнитном поле индукцией

В проводнике, движущемся в магнитном поле, возникает ЭДС индукции По закону Ома сила тока через амперметр равна Сопротивление проводника зависит от его параметров Тогда сила тока равна

Из этих формул следует, что ЭДС индукции не зависит от удельного сопротивления проводника и не изменится (3); сила тока при уменьшении удельного сопротивления увеличится (1).

Источник

В однородном вертикальном магнитном поле индукцией

В однородном магнитном поле с индукцией B, направленной вертикально вниз, равномерно вращается в горизонтальной плоскости против часовой стрелки положительно заряженный шарик массой m, подвешенный на нити длиной l (конический маятник). Угол отклонения нити от вертикали равен скорость движения шарика равна v. Найдите заряд шарика q.

1) На чертеже указаны силы, действующие на шарик.

2) II закон Ньютона в проекциях на оси:

3) Так как то выражение для заряда:

Ответ:

Критерии оценки выполнения задания

Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:

1) верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;

2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ (включая единицы измерения). При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями).

Представленное решение содержит п.1 полного решения, но и имеет один из следующих недостатков:

— в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка;

— необходимые математические преобразования и вычисления логически верны, не содержат ошибок, но не закончены;

— не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный числовой ответ или ответ в общем виде;

— решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и не доведено до числового ответа.

Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев:

— представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа;

— в решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

— в ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.

Источник

В однородном вертикальном магнитном поле индукцией

Горизонтальный проводник длиной 1 м движется равноускоренно в вертикальном однородном магнитном поле, индукция которого равна 0,5 Тл. Скорость проводника горизонтальна и перпендикулярна проводнику (см. рисунок). При начальной скорости проводника, равной нулю, проводник переместился на 1 м. ЭДС индукции на концах проводника в конце перемещения равна 2 В. Каково ускорение проводника?

ЭДС индукции в проводнике, движущемся в однородном магнитном поле:

Изменение магнитного потока за малое время : где площадь определяется произведением длины проводника на его перемещение за время т. е.

Следовательно, где — скорость движения проводника.

В конце пути длиной скорость проводника ( — ускорение), так что отсюда

Ответ:

Критерии оценки выполнения задания

Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:

1) верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;

2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ (включая единицы измерения). При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями).

Представленное решение содержит п.1 полного решения, но и имеет один из следующих недостатков:

— в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка;

— необходимые математические преобразования и вычисления логически верны, не содержат ошибок, но не закончены;

— не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный числовой ответ или ответ в общем виде;

— решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и не доведено до числового ответа.

Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев:

— представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа;

— в решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

— в ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.

Источник

В однородном вертикальном магнитном поле индукцией

Проводящий стержень равномерно перемещают по горизонтальным рельсам в однородном магнитном поле с индукцией линии которого направлены вертикально, снизу вверх (см. рисунок). Наблюдатель смотрит на рельсы и стержень сверху, резистор сопротивлением R₁ находится слева от наблюдателя. Точка A лежит в плоскости рельсов.

Определите, как направлен относительно наблюдателя (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя) вектор индукции магнитного поля, создаваемого в точке A вихревым током, который индуцируется в левой части контура. Ответ запишите словом (словами).

Решение (см. также Правило ниже).

При движении рамки увеличиваются площадь и магнитный поток левой части контура. По правилу Ленца в ней возникнет индукционный ток, вихревое поле которого будет препятствовать увеличению потока, т. е. будет направлено вниз в точке А. Относительно смотрящего сверху наблюдателя вектор направлен от наблюдателя.

Ответ: от наблюдателя.

П-образный проводящий контур расположен горизонтально в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией (см. рисунок, вид сверху).

Контур замкнут медной перемычкой, которую можно перемещать по проводам без трения. Перемычку начинают перемещать с постоянной скоростью в направлении, указанном на рисунке. Какой цифрой обозначено правильное направление силы Ампера, действующей на перемычку?

На данном рисунке мы наблюдаем явление возникновения электромагнитной индукции или другими словами возникновение электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него. Индукционный ток при этом имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует тому изменению магнитного потока, которым был вызван данный ток. А значит, сила Ампера направлена против скорости.

Правильный ответ указан под номером 3.

Маленький шарик массой m c зарядом q, закреплённый на непроводящей невесомой нерастяжимой нити, равномерно вращается, двигаясь по гладкой горизонтальной поверхности по окружности с некоторой постоянной по модулю скоростью V в однородном вертикальном магнитном поле Как изменятся модули действующих на шарик силы Лоренца и силы натяжения нити, если увеличить массу шарика, не изменяя других параметров?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

На шарик со стороны магнитного поля действует сила Лоренца величиной В данном случае, скорость шарика направлена по касательной к окружности. Согласно правилу левой руки, сила Лоренца будет направлена вдоль радиус-вектора, выходящего из центра окружности. При увеличении массы шарика, модуль силы Лоренца не изменится.

Запишем второй закон Ньютона для шарика

В проекции на радиус вектор

Так как сила Лоренца постоянна, увеличение массы шарика приведет к увеличению силы натяжения нити.

На горизонтальном столе лежит прямой проводник массой m = 40 г и длиной l = 60 см. В области столка создано однородное вертикальное магнитное поле. На рисунке показано сечение проводника, направление тока и вектор магнитной индукции. Если через проводник пропускать достаточно большой ток, то проводник скользит по столу, двигаясь поступательно. Какова индукция магнитного поля, если при силе тока I = 10 А проводник движется равномерно.? Коэффициент трения между проводников и поверхностью стола равен 0,3. Сделайте рисунок с указанием сил.

Изобразим силы, действующие на проводник с током (см. рис.).

Направление силы Ампера определили по правилу левой руки. Так как движение проводника равномерное, то по второму закону Ньютона

В проекциях на координатные оси:

Учитывая, что сила трения сила Ампера при этом получаем:

Квадратную рамку из медной проволоки со стороной b = 5 см и сопротивлением R = 0,1 Ом перемещают вдоль оси Ох по гладкой горизонтальной поверхности с постоянной скоростью v = 1м/с. Начальное положение рамки изображено на рисунке. За время движения рамка успевает пройти между полюсами магнита и оказаться в области, где магнитное поле отсутствует. Индукционные токи, возникающие в рамке, оказывают тормозящее действие, поэтому для поддержания постоянной скорости движения к ней прикладывают внешнюю силу F, направленную вдоль оси Ох. Чему равна суммарная работа внешней силы за время движения рамки? Ширина полюсов магнита d = 20 см, магнитное поле имеет резкую границу, однородно между полюсами, а его индукция B = 1 Тл.

На рамку будет действовать сила со стороны магнита только тогда, когда по рамке будет протекать ток. При вхождении рамки в поле магнита и выходе из него магнитный поток через рамку будет изменяться, вследствие чего возникнет ЭДС индукции и по рамке потечёт ток. Ток будет протекать пока рамка полностью не войдёт в магнитное поле и пока она полностью не выйдет из него. Найдём ЭДС, возникающую в рамке при вхождении в магнитное поле:

Тогда ток, протекающий в рамке, По закону Ампера сила, действующая на проводник с током в магнитном поле где — сила тока в проводнике, — длина проводника, — угол между направлением тока и направлением магнитного поля. Рассмотрим вид сверху на данную систему. Используя правило Ленца, определим направление тока в рамке (см рис.) при входе и выходе из магнитного поля. При взаимодействии с токами текущими влево и вправо на картинке, магнитное поле будет лишь сжимать или растягивать рамку. А при взаимодействии с токами текущими вертикально магнитное поле будет замедлять рамку. Причём, при входе в магнитное поле действие будет только на передний край рамки, а при выходе — на задний. Работа будет совершаться только пока рамка полностью не войдёт или не выйдет из магнитного поля, то есть пока рамка не пройдёт расстояние при входе в магнитное поле и расстояние при выходе из магнитного поля. Суммарная работа внешней силы будет равна работе, совершённой со стороны магнитного поля, над рамкой за всё время движения:

Ответ:

Источник

• ← в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной
• в однородном магнитном поле индукция которого →