РУҚА
25

Скорость стержня в магнитном поле

ЕГЭ · Физика · Задание 25 · Магнитное поле и индукция
ВысокаяФИПИ3F2F0EРазвёрнутое решение≈ 10 минут

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 $B = 0{,}1\ \text{Тл}$, как показано на рисунке. Вектор магнитной индукции направлен вертикально. Какую максимальную скорость приобретёт стержень, если по нему пропустить ток силой $I = 10\ \text{А}$ в течение $t = 0{,}1\ \text{с}$? Угол $\varphi$ отклонения нитей от вертикали за время протекания тока мал.

Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
Дайте развернутый ответ.

Металлический стержень длиной 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 , как показано на рисунке. Вектор магнитной индукции направлен вертикально. Какую максимальную скорость приобретёт стержень, если по нему пропустить ток силой 10 А в течение 0,1 с? Угол φ отклонения нитей от вертикали за время протекания тока мал.



Ответ

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 разбор
!
3 уровня: от лёгкого толчка до почти готового решения. Следующий открывается, когда прочитан предыдущий, — чтобы не перепрыгнуть сразу к ответу.
1Мягкая — с чего смотретьуровень 1 из 3

Какая сила действует на проводник с током в магнитном поле и в каком направлении движется стержень?

2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3

Используйте силу Ампера $F = BIl$. При малом угле отклонения движение стержня можно рассматривать как малые колебания математического маятника с угловой частотой $\omega = \sqrt{g/L}$.

3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3

Уравнение движения имеет вид $\ddot{x} + \dfrac{g}{L}x = \dfrac{BIl}{m}$. При начальных условиях $x(0)=0$ и $v(0)=0$ скорость равна $v(t)=\dfrac{BIl}{m\omega}\sin(\omega t)$.

Всё равно не складывается?Полное решение с обоснованием каждого шага — на отдельной странице.
Открыть решение

Задание 25 ЕГЭ, физика

Задача из темы «Магнитное поле и индукция»: в ней 203 задачи с ответом и разбором по шагам. В 25-м номере бланка — 124 задачи.

Ответ можно проверить здесь же, а если не выходит — открыть подсказку или разбор. Регистрация не нужна.