Алгебра
Английский
Биология
География
Геометрия
История
Русский
Обществознание
Физика
Химия
Информатика
Литература
МатематикаВопрос:
1. В однородном магнитном поле индукцией 6-10-3 Тл движется проводник длиной 15 м со скоростью 10-4 м/с перпендикулярно полю и самому себе. Определить ЭДС, индуцируе- мую в проводнике. 2. В однородном магнитном поле напряженностью 3980 А/м (воздух) со скоростью 20 м/с перпендикулярно полю перемещается прямой провод длиной 40 см и сопротивле- нием 10 Ом. Какой ток пошел бы по проводнику, если бы его замкнули? (Влияние замыка- ющего провода не учитывать.) 3. С какой скоростью движется перпендикулярно однородному магнитному полю на- пряженностью 500 А/м (р = 1) прямой проводник длиной 30 см и сопротивлением 0,1 Ом? При замыкании проводника в нем пошел бы ток 0,01 А. (Влияние замыкающего провода не учитывать.) 4. Проводник длиной 50 см, по которому течет ток 1 А, движется перпендикулярно маг- нитному полю напряженностью 20 А/м (р = 1) со скоростью 50 км/ч. Определить работу перемещения проводника за 1 ч движения. 5. Проводник длиной 0,6 м, сопротивлением 0,025 Ом движется поступательно в плос- кости, перпендикулярной магнитному полю с индукцией 5-10-3 Тл. По проводнику течет ток 4 А. Скорость движения проводника 0,8 м/с. Какая мощность больше: затраченная на перемещение проводника в магнитном поле или на его нагревание? во сколько раз?
Ответ:
Привет! Сейчас мы вместе решим эти задачи по физике. Будь внимателен, и у тебя всё получится!
Задача 1:
Давай найдем ЭДС (электродвижущую силу), индуцируемую в проводнике. Используем формулу:
\[ E = B \cdot l \cdot v \]
где:
- E - ЭДС
- B - индукция магнитного поля (6 \(\times\) 10\[^{-3}\] Тл)
- l - длина проводника (15 м)
- v - скорость движения проводника (10\[^{-4}\] м/с)
Подставляем значения:
\[ E = 6 \times 10^{-3} \cdot 15 \cdot 10^{-4} = 90 \times 10^{-7} = 9 \times 10^{-6} \text{ В} \]
Ответ: ЭДС равна 9 \(\times\) 10\[^{-6}\] В.
Молодец, с первой задачей справились! Переходим ко второй!
Задача 2:
Сначала определим индукцию магнитного поля B, используя напряженность H:
\[ B = \mu_0 \cdot \mu \cdot H \]
где:
- \(\mu_0\) - магнитная постоянная (4\(\pi\) \(\times\) 10\[^{-7}\] Гн/м)
- \(\mu\) - относительная магнитная проницаемость (для воздуха \(\approx\) 1)
- H - напряженность магнитного поля (3980 А/м)
Подставляем значения:
\[ B = 4 \pi \times 10^{-7} \cdot 1 \cdot 3980 \approx 5 \times 10^{-3} \text{ Тл} \]
Теперь найдем ЭДС:
\[ E = B \cdot l \cdot v \]
где:
- l - длина проводника (40 см = 0.4 м)
- v - скорость движения проводника (20 м/с)
Подставляем значения:
\[ E = 5 \times 10^{-3} \cdot 0.4 \cdot 20 = 0.04 \text{ В} \]
Наконец, найдем ток:
\[ I = \frac{E}{R} \]
где:
- R - сопротивление проводника (10 Ом)
Подставляем значения:
\[ I = \frac{0.04}{10} = 0.004 \text{ А} \]
Ответ: Ток равен 0.004 А.
Отлично, ты на верном пути! Давай дальше!
Задача 3:
Сначала определим индукцию магнитного поля B:
\[ B = \mu_0 \cdot \mu \cdot H \]
где:
- \(\mu_0\) - магнитная постоянная (4\(\pi\) \(\times\) 10\[^{-7}\] Гн/м)
- \(\mu\) - относительная магнитная проницаемость (1)
- H - напряженность магнитного поля (500 А/м)
Подставляем значения:
\[ B = 4 \pi \times 10^{-7} \cdot 1 \cdot 500 \approx 6.28 \times 10^{-4} \text{ Тл} \]
Теперь найдем ЭДС, используя закон Ома:
\[ E = I \cdot R \]
где:
- I - ток в проводнике (0.01 А)
- R - сопротивление проводника (0.1 Ом)
Подставляем значения:
\[ E = 0.01 \cdot 0.1 = 0.001 \text{ В} \]
Используем формулу для ЭДС:
\[ E = B \cdot l \cdot v \]
Выражаем скорость v:
\[ v = \frac{E}{B \cdot l} \]
где:
- l - длина проводника (30 см = 0.3 м)
Подставляем значения:
\[ v = \frac{0.001}{6.28 \times 10^{-4} \cdot 0.3} \approx 5.31 \text{ м/с} \]
Ответ: Скорость равна примерно 5.31 м/с.
Прекрасно, у тебя отличные результаты! Осталось немного!
Задача 4:
Сначала определим индукцию магнитного поля B:
\[ B = \mu_0 \cdot \mu \cdot H \]
где:
- \(\mu_0\) - магнитная постоянная (4\(\pi\) \(\times\) 10\[^{-7}\] Гн/м)
- \(\mu\) - относительная магнитная проницаемость (1)
- H - напряженность магнитного поля (20 А/м)
Подставляем значения:
\[ B = 4 \pi \times 10^{-7} \cdot 1 \cdot 20 \approx 2.51 \times 10^{-5} \text{ Тл} \]
Теперь найдем силу, действующую на проводник:
\[ F = I \cdot l \cdot B \]
где:
- I - ток в проводнике (1 А)
- l - длина проводника (50 см = 0.5 м)
Подставляем значения:
\[ F = 1 \cdot 0.5 \cdot 2.51 \times 10^{-5} \approx 1.255 \times 10^{-5} \text{ Н} \]
Переведем скорость в м/с:
\[ v = 50 \frac{\text{км}}{\text{ч}} = 50 \cdot \frac{1000}{3600} \approx 13.89 \text{ м/с} \]
Найдем расстояние, пройденное проводником за 1 час:
\[ s = v \cdot t \]
где:
- t - время (1 час = 3600 с)
Подставляем значения:
\[ s = 13.89 \cdot 3600 \approx 50000 \text{ м} \]
Найдем работу:
\[ A = F \cdot s \]
Подставляем значения:
\[ A = 1.255 \times 10^{-5} \cdot 50000 \approx 0.6275 \text{ Дж} \]
Ответ: Работа равна примерно 0.6275 Дж.
Ты почти у цели! Осталась последняя задача, давай!
Задача 5:
Найдем мощность, затраченную на перемещение проводника в магнитном поле:
\[ P_{\text{магн}} = I \cdot l \cdot v \cdot B \]
где:
- I - ток в проводнике (4 А)
- l - длина проводника (0.6 м)
- v - скорость движения проводника (0.8 м/с)
- B - индукция магнитного поля (5 \(\times\) 10\[^{-3}\] Тл)
Подставляем значения:
\[ P_{\text{магн}} = 4 \cdot 0.6 \cdot 0.8 \cdot 5 \times 10^{-3} = 0.0096 \text{ Вт} \]
Найдем мощность, затраченную на нагревание проводника:
\[ P_{\text{нагр}} = I^2 \cdot R \]
где:
- R - сопротивление проводника (0.025 Ом)
Подставляем значения:
\[ P_{\text{нагр}} = 4^2 \cdot 0.025 = 0.4 \text{ Вт} \]
Сравним мощности:
\[ \frac{P_{\text{нагр}}}{P_{\text{магн}}} = \frac{0.4}{0.0096} \approx 41.67 \]
Ответ: Мощность, затраченная на нагревание проводника, больше мощности, затраченной на перемещение в магнитном поле, примерно в 41.67 раза.
Поздравляю! Ты отлично справился со всеми задачами! Ты просто супер!
