Электромагнитная индукция в школьной лаборатории
На уроке физики ученики проводят три опыта по электромагнитной индукции.
Опыт 1. Катушка из 200 витков замкнута на себя, её сопротивление 10 Ом. Площадь каждого витка 50 см². Катушка расположена в однородном магнитном поле так, что линии индукции перпендикулярны плоскости витков. Индукция поля равномерно возрастает от 0,2 Тл до 0,6 Тл за 0,4 с.
Опыт 2. По двум горизонтальным параллельным рельсам, замкнутым на резистор, скользит металлический стержень длиной 0,5 м. Рельсы находятся в вертикальном однородном магнитном поле с индукцией 0,4 Тл. Стержень движется перпендикулярно рельсам с постоянной скоростью 5 м/с. Полное сопротивление замкнутой цепи 2 Ом. Трением стержня о рельсы пренебрегите.
Опыт 3. Через катушку индуктивностью 0,4 Гн течёт ток 3 А. Затем ток равномерно уменьшают до 1 А за 0,1 с.
Какую силу вдоль рельсов нужно прикладывать к стержню в опыте 2, чтобы он двигался равномерно?
Показать ответ и разборСкрыть ответ и разбор
Верный ответ
- D0,1 Н
Разбор
ЭДС индукции в движущемся стержне В. Сила тока в цепи А. На стержень с током действует сила Ампера Н, направленная против движения. Трения нет, а скорость постоянна, поэтому внешняя сила равна силе Ампера: «0,1 Н». Значение «0,5 Н» — это сила тока, «0,25 Н» получается без учёта индукции поля, «0,2 Н» — без учёта длины стержня.