Небольшую рамку с постоянным током удерживают неподвижно в поле полосового магнита. Полярность подключения источника тока к выводам рамки и неподвижная ось $MO$ показаны на рисунке. Опишите движение…
- 1
В пространстве вне магнита линии магнитного поля направлены от северного полюса $N$ к южному полюсу $S$. Следовательно, в области рамки магнитное поле направлено от магнита в сторону южного полюса.$$\vec{B}: N\to S$$
- 2
По указанной полярности источника определяют направление тока в сторонах рамки. На проводники с током действует сила Ампера $\vec{F}=I\vec{l}\times\vec{B}$. Силы на противоположных сторонах рамки направлены противоположно и образуют пару…$$\vec{F}=I\vec{l}\times\vec{B}$$
Ещё 3 қадам — толық шешімде
Три параллельных длинных прямых проводника 1, 2 и 3 расположены на одинаковом расстоянии $a$ друг от друга (см. рисунки 1 и 2). В каждом проводнике протекает электрический ток силой $I$. Токи во…
- 1
Согласно закону взаимодействия параллельных токов, проводники с токами, текущими в одном направлении, притягиваются. Поэтому проводник 2 действует на проводник 1 силой, направленной от 1 к 2, а проводник 3 — силой, направленной от 1 к 3.$$F = \frac{\mu_0 I^2 l}{2\pi a}$$
- 2
Расстояния от проводника 1 до проводников 2 и 3 одинаковы, а токи имеют одинаковую силу, поэтому модули этих сил равны.
Ещё 3 қадам — толық шешімде
143ФИПИ 1AF218№ 21Күрделі Три параллельных длинных прямых проводника 1, 2 и 3 расположены на одинаковом расстоянии $a$ друг от друга. В каждом проводнике протекает электрический ток силой $I$: в проводниках 1 и 3 — в одном…
- 1
Токи в проводниках 1 и 3 направлены одинаково, поэтому эти проводники притягиваются. Сила, действующая на проводник 1 со стороны проводника 3, направлена от проводника 1 к проводнику 3 — вниз и влево.
- 2
Токи в проводниках 1 и 2 направлены противоположно, поэтому проводники отталкиваются. Сила, действующая на проводник 1 со стороны проводника 2, направлена от проводника 2 от проводника 1 — вверх и влево.
Ещё 3 қадам — толық шешімде
Катушка, обладающая индуктивностью $L$, соединена с источником питания с ЭДС $\mathcal{E}$ и двумя одинаковыми резисторами сопротивлением $R$. Электрическая схема соединения показана на рис. 1. В…
- 1
До замыкания ключа ток проходит через один резистор сопротивлением $R$. Поэтому установившийся ток равен$$I_0 = \frac{\mathcal{E}}{R} = 3\ \text{А}$$
- 2
При замыкании ключа к цепи подключается второй такой же резистор. Из-за индуктивности катушки сила тока не может измениться скачком: изменение тока вызывает ЭДС самоиндукции, направленную против изменения тока.$$\mathcal{E}_{\text{си}} = -L\frac{dI}{dt}$$
Ещё 3 қадам — толық шешімде
Электрическая цепь состоит из двух лампочек, двух диодов и витка провода, соединённых, как показано на рисунке. Диод пропускает ток только в одном направлении, как показано в верхней части рисунка…
- 1
При отодвигании северного полюса магнита магнитный поток через виток уменьшается. Изменение магнитного потока вызывает электромагнитную индукцию и появление индукционного тока.$$\mathcal{E}_{\text{инд}}=-\dfrac{d\Phi}{dt}$$
- 2
По правилу Ленца индукционный ток направлен так, чтобы противодействовать уменьшению магнитного потока. Поэтому обращённая к удаляющемуся северному полюсу сторона витка должна стать южным полюсом и притягивать магнит.
Ещё 2 қадам — толық шешімде
Электрическая цепь состоит из двух лампочек, двух диодов и витка провода, соединённых, как показано на рисунке. Диод пропускает ток только в одном направлении, как показано в верхней части рисунка…
- 1
При приближении северного полюса магнита магнитный поток через виток увеличивается.
- 2
Согласно закону электромагнитной индукции в витке возникает индукционный ток. По правилу Ленца его магнитное поле направлено так, чтобы препятствовать приближению магнита.
Ещё 2 қадам — толық шешімде
147ФИПИ 3A5D9D№ 21Күрделі Параллельно катушке индуктивности $L$ включена лампочка (см. рис. а). Яркость свечения лампочки прямо пропорциональна напряжению на ней. На рисунке б представлен график зависимости силы тока $I$ в…
- 1
Лампочка и катушка соединены параллельно, поэтому напряжение на лампочке равно напряжению на катушке по модулю.$$U_{\text{л}} = |U_L|$$
- 2
Для катушки индуктивности напряжение определяется скоростью изменения силы тока.$$U_L = -L\dfrac{dI}{dt}$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
148ФИПИ 61944A№ 21Күрделі На горизонтальном столе лежит прямой проводник длиной 60 см и массой 40 г. В области стола создано однородное вертикальное магнитное поле. На рисунке показаны сечение проводника, направление тока и…
- 1
На проводник действуют сила тяжести $mg$ вниз и реакция опоры $N$ вверх. Так как вертикального движения нет, $N = mg$.$$N = mg$$
- 2
Сила Ампера направлена горизонтально. По правилу левой руки или по векторному произведению $\vec F_A = I\vec l \times \vec B$ при направлении тока вглубь рисунка и вертикальном направлении магнитного поля сила Ампера направлена вправо.
Ещё 4 қадам — толық шешімде
Резистор $R$ и катушка индуктивности $L$ с железным сердечником подключены к источнику постоянного тока, как показано на схеме. Первоначально ключ $K$ замкнут, а через лампочки проходят…
- 1
При замкнутом ключе источник питает две параллельные ветви. Через катушку течёт ток $I_1 = 0{,}2\ \text{А}$.
- 2
После размыкания ключа источник отключается от внешней цепи. Однако ток в катушке не может мгновенно исчезнуть из-за явления самоиндукции: при уменьшении тока возникает ЭДС самоиндукции, поддерживающая прежнее направление тока.
Ещё 3 қадам — толық шешімде
150ФИПИ 672389№ 21Күрделі В камере, из которой откачан воздух, создали однородные электрическое поле напряжённостью $\vec{E}$ и магнитное поле индукцией $\vec{B}$, причём $\vec{E} \perp \vec{B}$. В камеру влетает протон $p$…
- 1
Поскольку протон движется прямолинейно, электрическая и магнитная силы, действующие на него, равны по модулю и противоположны по направлению.$$F_\mathrm{э}=F_\mathrm{м},\quad qE=qvB$$
- 2
Электрическая сила для протона направлена вдоль электрического поля, то есть вправо. Направление магнитной силы определяется правилом левой руки и для показанных направлений скорости и магнитного поля направлено влево.$$F_\mathrm{м}=qvB$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
151ФИПИ 6DAEA0№ 21Күрделі Прямолинейный проводник с током и проводящая рамка лежат в плоскости, перпендикулярной линиям индукции однородного магнитного поля. Ток в прямолинейном проводнике направлен вниз, а вектор магнитной…
- 1
Внешнее магнитное поле направлено в плоскость рисунка и уменьшается по величине. По правилу Ленца индукционный ток должен препятствовать уменьшению магнитного потока, поэтому создаваемое им магнитное поле также направлено в плоскость…
- 2
Чтобы магнитное поле рамки было направлено в плоскость рисунка, индукционный ток в рамке направлен по часовой стрелке. Следовательно, в ближайшей к прямолинейному проводнику вертикальной стороне рамки ток направлен вверх.
Ещё 1 қадам — толық шешімде
152ФИПИ 8A0A34№ 21Күрделі Прямолинейный однородный проводник постоянного сечения подвешен горизонтально на двух непроводящих нитях в однородном магнитном поле с индукцией $B = 10\ \text{мТл}$. Вектор магнитной индукции…
- 1
До пропускания тока проводник находится в равновесии. Поэтому сумма сил натяжения нитей уравновешивает силу тяжести:$$2T_0 = mg$$
- 2
После включения тока силу Ампера необходимо направить вертикально вверх. Тогда она уменьшает нагрузку на нити. По условию новая сила натяжения каждой нити вдвое меньше первоначальной:$$T = \frac{T_0}{2} = \frac{mg}{4}$$
Ещё 4 қадам — толық шешімде
153ФИПИ 8AB5C4№ 21Күрделі Многовитковая катушка медного провода подключена к источнику тока через реостат. Вблизи торца катушки на шёлковых нитях подвешено замкнутое медное кольцо с малым сопротивлением. Ось кольца совпадает…
- 1
При перемещении движка реостата вверх его сопротивление в данной схеме уменьшается, поэтому сила тока в катушке возрастает.$$I = \dfrac{\mathcal{E}}{R + r}$$
- 2
Магнитное поле катушки усиливается, поэтому увеличивается магнитный поток через замкнутое кольцо.$$\Phi = B S \cos\alpha$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
Горизонтальный проводящий стержень прямоугольного сечения поступательно движется с ускорением вверх по гладкой диэлектрической наклонной плоскости в вертикальном однородном магнитном поле. По…
- 1
На стержень действуют сила тяжести $mg$, сила реакции опоры $N$ и сила Ампера $F_A$. Так как плоскость гладкая, сила трения отсутствует.$$F_A = BIL$$
- 2
Сила Ампера направлена горизонтально. Её проекция на направление вверх вдоль наклонной плоскости равна $BIL\cos\alpha$, а составляющая силы тяжести, направленная вниз вдоль плоскости, равна $mg\sin\alpha$.$$F_{A\parallel}=BIL\cos\alpha,\qquad (mg)_{\parallel}=mg\sin\alpha$$
Ещё 3 қадам — толық шешімде
155ФИПИ A08C82№ 21Күрделі Квадратная рамка со стороной $L = 10\ \text{см}$ подключена к источнику постоянного тока серединами своих сторон так, как показано на рисунке. На участке $AC$ течёт ток $I = 2\ \text{А}$…
- 1
Ток в точке $C$ разделяется на две одинаковые ветви, поскольку сопротивления верхней и нижней ветвей одинаковы. Поэтому ток на каждой стороне рамки равен$$I_1 = I_2 = \frac{I}{2} = \frac{2}{2} = 1\ \text{А}$$
- 2
Магнитное поле направлено в плоскость рисунка. По правилу левой руки силы Ампера на левой и правой вертикальных сторонах направлены в противоположные стороны и компенсируются.
Ещё 3 қадам — толық шешімде
В камере, из которой откачан воздух, создали однородное электрическое поле напряжённостью $\vec{E}$ и однородное магнитное поле с индукцией $\vec{B}$, причём $\vec{E} \perp \vec{B}$. В камеру…
- 1
На протон действуют электрическая сила и магнитная сила Лоренца. Так как протон имеет положительный заряд, электрическая сила направлена так же, как вектор $\vec{E}$, то есть вправо.$$F_\mathrm{э} = qE$$
- 2
При начальной скорости, направленной вверх, и магнитном поле, направленном в плоскость рисунка, сила Лоренца направлена влево.$$F_\mathrm{л} = qvB$$
Ещё 3 қадам — толық шешімде
На рисунке изображены две электрические цепи. Первая содержит последовательно соединённые источник тока (1), реостат, катушку индуктивности и амперметр, а вторая — проволочный моток, к концам…
- 1
При плавном уменьшении сопротивления реостата полное сопротивление первой цепи уменьшается. По закону Ома сила тока в цепи возрастает, поэтому показания амперметра увеличиваются.$$I = \dfrac{\mathcal{E}}{R_{\text{полн}}}$$
- 2
Увеличение силы тока в катушке приводит к усилению её магнитного поля. Так как катушка и моток находятся на общем железном сердечнике, магнитный поток через витки мотка увеличивается.$$\Phi \uparrow$$
Ещё 2 қадам — толық шешімде
Квадратная рамка со стороной $l = 10\ \text{см}$ подключена к источнику постоянного тока серединами своих сторон так, как показано на рисунке. На участке $AC$ течёт ток $I = 2\ \text{А}$…
- 1
Ток $I = 2\ \text{А}$ в точке $C$ разделяется на две одинаковые ветви, поскольку сопротивления верхней и нижней ветвей равны. Поэтому в каждой ветви течёт ток$$I_1 = I_2 = \frac{I}{2} = 1\ \text{А}$$
- 2
Магнитное поле перпендикулярно плоскости рамки, а токи в сторонах рамки лежат в её плоскости. Следовательно, угол между направлением тока и вектором магнитной индукции равен $90^\circ$, и сила Ампера на участке длиной $l$ равна$$F_A = B I_\text{ветви} l$$
Ещё 4 қадам — толық шешімде
На рисунке приведена электрическая цепь, состоящая из гальванического элемента, реостата, трансформатора, амперметра и вольтметра. В начальный момент времени ползунок реостата установлен в крайнее…
- 1
При перемещении ползунка реостата вниз длина включённого участка проволоки увеличивается, поэтому сопротивление внешней цепи возрастает.
- 2
Сила тока в первичной цепи определяется законом Ома для полной цепи. При увеличении сопротивления реостата сила тока уменьшается:$$I = \dfrac{\varepsilon}{R + r}$$
Ещё 4 қадам — толық шешімде
На железном стержне намотаны две катушки изолированного медного провода А и Б. Катушка А подключена к источнику с ЭДС $\mathcal{E}$ и внутренним сопротивлением $r$, как показано на рисунке. Катушка…
- 1
При перемещении ползунка реостата влево сопротивление участка реостата, включённого в цепь катушки А, уменьшается.
- 2
По закону Ома для полной цепи при уменьшении внешнего сопротивления сила тока в катушке А возрастает: $I = \dfrac{\mathcal{E}}{R + r}$.
Ещё 3 қадам — толық шешімде