Тема . №23 МКТ и Термодинамика. Электродинамика (Расчетная задача)

.08 Электромагнитная индукция

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №23 мкт и термодинамика. электродинамика (расчетная задача)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#84996

В однородном магнитном поле с вектором индукции магнитного поля B = 1  Тл перпендикулярно силовым линиям расположили установку, представленную на рисунке. Проводящий стержень равномерно движется по рельсам со скоростью v =5  м/с. Рельсы замкнуты на идеальную катушку индуктивности L = 2  мГн. Спустя длительное время по контуру протекает постоянный ток и энергия магнитного поля в катушке индуктивности равна W  = 40  мкДж. Чему равна длина стержня l  , если его сопротивление R = 5  Ом ? Сопротивлением рельсов и проводов пренебречь.

PIC

Показать ответ и решение

ЭДС самоиндукции в катушке равна

       ΔI
ℰi = −L Δt,

где ΔI  – изменение силы тока за время Δt  .
Так как ток по условию постоянен, то ЭДС самоиндукции равен нулю.
При движении стержня возникает ЭДС индукции за счёт уменьшения магнитного потока, вычисляемая по формуле:

|ℰ|= Bvlcosα= Bvl,

где α  – угол между вектором магнитной индукции и нормалью, проведенной к плоскости, образованной длинной проводника и вектором скорости.
Т.к. стержень имеет сопротивление R  , а катушка не содержит активного сопротивления, то постоянный ток, протекающий по схеме равен:

I = ℰ-+ℰi-= ℰ-
      R     R

Энергия катушки будет равна:

        2      2      22 2
W  = L⋅I-=  L⋅2ℰ--= LB-v2l-
      2     R ⋅2     2R

Отсюда

   ∘ ------  ∘ -------------
     2W-R2-    2⋅40⋅10−6⋅52
l =  LB2v2 =   2⋅10−3⋅12⋅52 = 0,2 м
Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Приведено полное решение, включающее следующие элементы:

2

I) записаны положения теории и физические законы,

закономерности, применение которых необходимо для решения

задачи выбранным способом (в данном случае: формула ЭДС самоиндукции, формула ЭДС индукции, формула энергии магнитного поля катушки, закон Ома);

II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения

физических величин (за исключением обозначений констант,

указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии

задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при

написании физических законов);

III) представлены необходимые математические преобразования,

приводящие к правильному ответу;

IV) представлен правильный ответ

Правильно записаны все необходимые положения теории,

1

физические законы, закономерности, и проведены преобразования,

направленные на решение задачи, но имеется один или несколько

из следующих недостатков.

Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном

объёме или отсутствуют.

И (ИЛИ)

В решении имеются лишние записи, не входящие в решение

(возможно, неверные), которые не отделены от решения

и не зачёркнуты.

И (ИЛИ)

В необходимых математических преобразованиях допущены

ошибки, и (или) в математических преобразованиях пропущены

логически важные шаги.

И (ИЛИ)

Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе

в записи единиц измерения величины)

Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным

0

критериям выставления оценок в 1 или 2 балла

Максимальный балл

2

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!