Движение стержня в магнитном поле
Металлический стержень длиной $l = 0{,}1\ \text{м}$ и массой $m = 10\ \text{г}$, подвешенный на двух параллельных проводящих нитях длиной $L = 1\ \text{м}$, располагается горизонтально в однородном магнитном поле с индукцией $B = 0{,}1\ \text{Тл}$. Вектор магнитной индукции направлен вертикально. По стержню пропускают ток в течение $t = 0{,}1\ \text{с}$, в результате чего стержень приобретает кинетическую энергию $E_k = 0{,}005\ \text{Дж}$. Чему равна сила тока? Угол отклонения нитей от вертикали за время протекания тока мал.
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
Металлический стержень длиной м и массой г, подвешенный на двух параллельных проводящих нитях длиной м, располагается горизонтально в однородном магнитном поле с индукцией 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). | ||
| |
Это задание с развёрнутым решением: ответом считается запись хода решения, а не строка. Напишите решение на бумаге и сравните с разбором — там каждый шаг с обоснованием.
Открыть разбор1Мягкая — с чего смотретьуровень 1 из 3
Какая сила действует на проводник с током в магнитном поле и как она сообщает стержню кинетическую энергию?
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
Используйте силу Ампера $F = BIl$ и связь работы постоянной силы с кинетической энергией: $E_k = F s$. При малом отклонении можно считать движение стержня равноускоренным.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
Сначала найдите скорость из $E_k = \dfrac{mv^2}{2}$, затем ускорение $a = \dfrac{v}{t}$ и силу $F = ma$. После этого выразите ток: $I = \dfrac{F}{Bl}$.