Прямолинейный проводник длиной 80 см и массой 200 г, по которому течет постоянный ток силой 0,5 А, находится в однородном магнитном поле с индукцией 2 Тл. Проводник у = вешен в горизонтальном положении на опоре (см. рис.) с помощью непроводящей нити. Чему равен модуль силы натяжения нити?
[рис.]
[рис.]
💡 Пошаговый разбор и решение:
Сила Ампера, действующая на проводник с током в магнитном поле, рассчитывается по формуле $F_А=IlB$ где l — длина проводника. Направление силы Ампера определяется правилом левой руки, она направлена вниз.
Рассмотрим моменты сил относительно оси, проходящей через точку опоры. На проводник действует сила тяжести и сила Ампера, направленные вниз и приложенные к центру проводника, сила реакции опоры, действующая вверх и проходящая через точку опоры, и сила натяжения нити, действующая вверх, приложенная к левому концу проводника. Чтобы тело находилось в покое, необходимо, чтобы сумма моментов сил, действующих на тело была равна нулю:
$( mg + F_А ) $\frac{l}{2}$ =Tl$
$T= \frac{mg + F_А}{2}$
$T= $\frac{0,2 \cdot 10 + 0,5 \cdot 2 \cdot 0,8}{2}$ =1,4Н$
Ответ: 1,4 Н.
Рассмотрим моменты сил относительно оси, проходящей через точку опоры. На проводник действует сила тяжести и сила Ампера, направленные вниз и приложенные к центру проводника, сила реакции опоры, действующая вверх и проходящая через точку опоры, и сила натяжения нити, действующая вверх, приложенная к левому концу проводника. Чтобы тело находилось в покое, необходимо, чтобы сумма моментов сил, действующих на тело была равна нулю:
$( mg + F_А ) $\frac{l}{2}$ =Tl$
$T= \frac{mg + F_А}{2}$
$T= $\frac{0,2 \cdot 10 + 0,5 \cdot 2 \cdot 0,8}{2}$ =1,4Н$
Ответ: 1,4 Н.
Правильный ответ:
1,4 Н
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 104721 • Задание №9
Контур радиоприемника настроен на длину волны 15 м. Как нужно изменить индуктивность катушки колебательного ко...
ID 168248 • Задание №21
Подъемный кран равномерно поднимает груз массой 2,5 тонны со скоростью 0,2 м/с. Определите мощность двигателя ...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
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 и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 2
Правильно записаны все необходимые положения теории, 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 или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (ИЛИ)
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | 0
Максимальный балл | 2
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Приведено полное решение, включающее следующие элементы:
I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;
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 и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);
IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 2
Правильно записаны все необходимые положения теории, 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 или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.
И (ИЛИ)
Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | 1
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | 0
Максимальный балл | 2
🔗 Другие задания линии №23 по предмету Физика:
ID 107770
При температуре 250 K и давлении $1,5 умножить на 10 в степени левая круглая скобка 5 правая кр...
ID 107771
Одноатомный идеальный газ в количестве $\nu$ молей поглощает количество теплоты 2 кДж. При этом...
ID 107772
В сосуде с небольшой трещиной находится воздух. Воздух может медленно просачиваться сквозь трещ...
ID 107773
В термос с большим количеством льда при температуре $t_1=0 градусов С$ заливают 0,5 кг воды с т...
ID 107774
КПД тепловой машины 30%. За 10 с рабочему телу машины поступает от нагревателя 3 кДж теплоты. Ч...