Задание 23 ЕГЭ по физике · 963FCF
Скорость стержня в магнитном поле
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.
Развёрнутый ответ: проверяется по критериям ФИПИ.
Решение
Так как стержень движется равномерно, сила тока в цепи постоянна. Энергия магнитного поля катушки выражается через силу тока:
W=LI22
Определим силу тока в цепи:
I===0,04 А
Движение стержня в магнитном поле создаёт ЭДС индукции:
E=Blv
Поскольку сопротивлением рельсов, стержня и катушки можно пренебречь, падение напряжения происходит только на резисторе. Поэтому:
E=IR
Приравняем выражения для ЭДС и найдём скорость стержня:
v=IRBl=0,04⋅11⋅0,10=0,4 м/с
W=LI22
Определим силу тока в цепи:
I===0,04 А
Движение стержня в магнитном поле создаёт ЭДС индукции:
E=Blv
Поскольку сопротивлением рельсов, стержня и катушки можно пренебречь, падение напряжения происходит только на резисторе. Поэтому:
E=IR
Приравняем выражения для ЭДС и найдём скорость стержня:
v=IRBl=0,04⋅11⋅0,10=0,4 м/с
Пример ответа
Модуль скорости движения стержня равен 0,4 м/с.
Источник: Открытый банк ФИПИ 963FCF
Похожие задания
23В кастрюле находится 0,5 кг воды при температуре 10 ^(о)С. Сколько потребуется времени, чтобы при помощи…Время превращения воды в пар · 06521E23Плоская монохроматическая световая волна с частотой 8,0<?xml:namespace prefix = m ns = "ht…Расчётная задача: оптика · 078B3923Плоская монохроматическая световая волна падает по нормали на дифракционную решётку с периодом 5 мкм.…Частота по дифракционной решётке · 0E928723Детектор полностью поглощает падающий на него свет частотой ν = 6 ⋅ 10^(14) Гц. За время t = 5 с детектор…Мощность поглощаемого излучения · 0EF02523На дифракционную решётку с периодом 0,004 мм падает по нормали плоская монохроматическая волна длиной 420 нм.…Число максимумов решётки · 1BA8ED23В схеме, изображённой на рисунке, идеальный вольтметр показывает напряжение U=2 В. Внутреннее сопротивление…ЭДС источника в цепи · 1CF7BD
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.