Задание 12 ЕГЭ по физике · задача 245ECC
|
|
Прямоугольный контур, образованный двумя рельсами и двумя перемычками, находится в однородном магнитном поле, перпендикулярном плоскости контура (см. рисунок). Правая перемычка скользит по рельсам, сохраняя надёжный контакт с ними. Левая перемычка неподвижна. Известны величины: индукция магнитного поля В = 0,1 T л, расстояние между рельсами l = 10 см, сила индукционного тока в контуре i инд = 10 мА, сопротивление левой перемычки R = 2 Ом. Какова скорость движения правой перемычки? Сопротивлением рельсов и правой перемычки пренебречь.
Показать ответ и разбор
Ответ: 2 м/с
Разбор
Сначала применим закон Фарадея: ЭДС индукции равна скорости изменения потока, $\varepsilon =$ |$d\Phi/dt$|.
Поток через контур $\Phi = B$ ⋅ l ⋅ x, поэтому $\varepsilon = B$ ⋅ l ⋅ v.
Сопротивление контура — только $R = 2$ Ом, значит $i = \varepsilon / R = B l v / R$.
Выражаем скорость: $v = i R / (B l)$.
Переводим единицы: $i = 0,01$ А, $l = 0,1$ м.
Подставляем значения: $v = (0,01$ ⋅ 2) / (0,1 ⋅ $0,1) = 2$ м/с.
Скорость правой перемычки — 2 м/с.
Поток через контур $\Phi = B$ ⋅ l ⋅ x, поэтому $\varepsilon = B$ ⋅ l ⋅ v.
Сопротивление контура — только $R = 2$ Ом, значит $i = \varepsilon / R = B l v / R$.
Выражаем скорость: $v = i R / (B l)$.
Переводим единицы: $i = 0,01$ А, $l = 0,1$ м.
Подставляем значения: $v = (0,01$ ⋅ 2) / (0,1 ⋅ $0,1) = 2$ м/с.
Скорость правой перемычки — 2 м/с.