Задание 25 ЕГЭ по физике · 27BF9D
Движение стержня в магнитном поле
Металлический стержень длиной <?import namespace = m urn = "http://www.w3.org/1998/Math/MathML" implementation = "#MathPlayer" declareNamespace />l=0,1 м и массой m=10 г, подвешенный на двух параллельных проводящих нитях длиной L=1 м, располагается горизонтально в однородном магнитном поле с индукцией B=0,1 Тл. Вектор магнитной индукции направлен вертикально. По стержню пропускают ток в течение 0,1 с, в результате чего стержень приобретает кинетическую энергию 0,005 Дж. Чему равна сила тока? Угол отклонения нитей от вертикали за время протекания тока мал (см. рисунок).
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
На стержень с током в магнитном поле действует сила Ампера. Так как угол отклонения нитей мал, за время действия тока движение можно считать равноускоренным, а начальную скорость — равной нулю.
F=BIl
Из условия о приобретённой кинетической энергии найдём скорость стержня в конце действия тока. Массу переведём в единицы СИ: m=10 г=0,01 кг.
Ek=mv22,v===1 м/с
Ускорение стержня за время t=0,1 с равно:
a=vt=10,1=10 м/с2
Сила, сообщающая стержню это ускорение, равна:
F=ma=0,01⋅10=0,1 Н
Приравняем эту силу силе Ампера и найдём силу тока:
BIl=F,I=FBl=0,10,1⋅0,1=10 А
F=BIl
Из условия о приобретённой кинетической энергии найдём скорость стержня в конце действия тока. Массу переведём в единицы СИ: m=10 г=0,01 кг.
Ek=mv22,v===1 м/с
Ускорение стержня за время t=0,1 с равно:
a=vt=10,1=10 м/с2
Сила, сообщающая стержню это ускорение, равна:
F=ma=0,01⋅10=0,1 Н
Приравняем эту силу силе Ампера и найдём силу тока:
BIl=F,I=FBl=0,10,1⋅0,1=10 А
Пример ответа
Сила тока равна 10 А.
Источник: Открытый банк ФИПИ 27BF9D
Похожие задания
25Электромагнитное излучение с длиной волны 3,3 ⋅ 10^( – 7) м используется для нагревания воды. Какую массу…Нагревание воды фотонами · 002D3A25Плоская монохроматическая световая волна с длиной волны 400 нм падает по нормали на дифракционную решётку.…Период дифракционной решётки · 01C99325Ион с зарядом q=3,2⋅10^(−19) Кл и массой m=1,5⋅10^(−25) кг проходит ускоряющую разность потенциалов U=2 кВ и…Радиус движения иона · 030E6825В электрической цепи, схема которой показана на рисунке, R1=R, R2=2R, r=0,5R. Когда ключ К разомкнут, на…Мощность в разветвлённой цепи · 05618D25Сила тока в идеальном колебательном контуре меняется со временем так, как показано на рисунке. Определите…Заряд конденсатора в контуре · 07189425На рисунке показана схема электрической цепи, состоящей из источника тока с ЭДС ℰ=12 В и внутренним…Теплота при разряде конденсатора · 0B939C
Нужен репетитор по физике?
Посмотрите репетиторов, которые ведут занятия в Precettore, или оставьте заявку — подберём сами.
Готовьтесь к ЕГЭ по физике в Precettore
Варианты с автопроверкой, домашние задания от репетитора, онлайн-доска и разбор ошибок — в одном кабинете. Регистрация бесплатная.