Скорость стержня в магнитном поле
По двум горизонтальным параллельным проводящим рельсам с пренебрежимо малым сопротивлением, замкнутым на последовательно соединённые резистор с сопротивлением $R = 1\ \text{Ом}$ и катушку с индуктивностью $L = 10\ \text{мГн}$, скользит поступательно и равномерно проводящий стержень. Расстояние между рельсами $l = 10\ \text{см}$. Рельсы со стержнем находятся в вертикальном однородном магнитном поле с индукцией $B = 1\ \text{Тл}$. Энергия магнитного поля катушки постоянна и равна $W = 8\ \text{мкДж}$. Каков модуль скорости движения стержня? Сопротивлением стержня и катушки пренебречь. Рельсы закреплены на диэлектрической подложке.
Дайте развернутый ответ.
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
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. | ||
| |
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
Как связаны энергия магнитного поля катушки и сила тока в цепи?
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
Используйте формулы $W = \dfrac{LI^2}{2}$ и для движущегося стержня $\mathcal{E} = Blv$. При постоянной силе тока $\mathcal{E} = IR$.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
Найдите ток: $I = \sqrt{\dfrac{2W}{L}} = 0{,}04\ \text{А}$, затем скорость: $v = \dfrac{IR}{Bl} = 0{,}4\ \text{м/с}$.