ЗОВНІШНЄ НЕЗАЛЕЖНЕ ОЦІНЮВАННЯ 2018 - ФІЗИКА КОМПЛЕКСНЕ ВИДАННЯ

Частина ІІ ПРИЙОМИ РОЗВЯЗУВАННЯ ТИПОВИХ ЗАДАЧ

ЕЛЕКТРОДИНАМІКА

3. МАГНІТНЕ ПОЛЕ. ЕЛЕКТРОМАГНІТНА ІНДУКЦІЯ

3.2. Задачі на рух або умову рівноваги провідника зі струмом під дією сили Ампера (див. п. 4.2.2, с. 120, 121)

3.2.1. Металевий стрижень (див. рисунок) завдовжки 1 м і масою 300 г перебуває в однорідному магнітному полі індукцією 0,5 Тл перпендикулярно до ліній магнітної індукції. По стрижню пропускають електричний струм силою 2 А. Визначте модуль сили , яку потрібно прикласти до стрижня, щоб зрушити його з місця. Вважайте, що коефіцієнт тертя ковзання дорівнює 0,4, g = 10 м/с2.

Більшість задач, у яких зазначено сила Ампера або треба її знайти, — це задачі на рух або стан спокою тіла під дією декількох сил.

Під час розв'язування подібних задач слід користуватися добре знайомим вам алгоритмом .

1. Виконати рисунок, на якому зобразити сили, що діють на провідник, та вибрати осі координат.

2. Записати рівняння другого закону Ньютона у векторному вигляді та в проекціях на осі координат.

3. Записати формули для розрахунку сил.

4. Розв'язати отриману систему рівнянь відносно невідомої величини.

Розв'язання

Виконаємо рисунок.

На провідник діють п'ять сил: сила тяжіння m, сила реакції опори , сила тертя тертя, сила Ампера A, яка за правилом лівої руки напрямлена вертикально вниз, та шукана сила .

Безпосередньо перед початком руху сили, що діють на стрижень, скомпенсовані, тому

Знайдемо проекції на осі координат:

Зверніть увагу: дуже важливо правильно визначити напрямок сили Ампера за правилом лівої руки.

Отже, маємо:

F = м(mg + BIl).

Знайдемо значення невідомої сили F:

F = 0,4 ∙ (0,3 ∙ 10 + 0,5 ∙ 2 ∙ 1) = 1,6 (Н).

Відповідь: 1,6 Н.

Задачі для самостійного розв'язання

3.2.2. Металевий стрижень (див. рисунок) завдовжки 1 м i масою 300 г перебуває в однорідному магнітному полі індукцією 0,5 Тл перпендикулярно до ліній магнітної індукції. По стрижню пропускають електричний струм силою 2 А. Визначте (у ньютонах) силу, з якою стрижень тисне на опору. Вважайте, що g = 10 м/с2.

3.2.3. Металевий стрижень (див. рисунок) завдовжки 1 м і масою 200 г перебуває в однорідному магнітному полі індукцією 0,5 Тл перпендикулярно до ліній магнітної індукції. По стрижню пропускають електричний струм силою 2 А. Яку найменшу силу F потрібно прикласти до стрижня, щоб зрушити його з місця. Вважайте, що коефіцієнт тертя ковзання дорівнює 0,2, g = 10 м/с2.

А

Б

В

Г

0,4 Н

0,6 Н

1 н

1,4 Н

3.2.4. Металевий стрижень (див. рисунок) завдовжки 1 м і масою 200 г перебуває в однорідному магнітному полі індукцією 0,5 Тл перпендикулярно до ліній магнітної індукції. Струм якої сили і у якому напрямку треба пропустити по стрижню, щоб він завис у магнітному полі? Вважайте, що g = 10 м/с2.

А

Б

В

Г

0,25 А, від вас

0,25 А, до вас

4 А, від вас

4 А, до вас





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити