Горизонтальный проводящий стержень прямоугольного сечения поступательно 4 а чему равен модуль
Горизонтальный проводящий стержень прямоугольного сечения поступательно 4 а чему равен модуль
Горизонтальный проводящий стержень прямоугольного сечения поступательно движется с ускорением вверх по гладкой наклонной плоскости в вертикальном однородном магнитном поле (см. рисунок).
По стержню протекает ток I = 4 А. Угол наклона плоскости 
Отношение массы стержня к его длине — 0,1 кг/м. Модуль индукции магнитного поля B = 0,2 Тл. Определите ускорение, с которым движется стержень.
1. На рисунке показаны силы, действующие на стержень с током:
— сила тяжести 
направленная вертикально вниз;
— сила реакции опоры 
направленная перпендикулярно к наклонной плоскости;
— сила Ампера 
направленная горизонтально вправо, что вытекает из условия задачи.
2. Модуль силы Ампера 
где L — длина стержня.
3. Систему отсчёта, связанную с наклонной плоскостью, считаем инерциальной.
Для решения задачи достаточно записать второй закон Ньютона в проекциях на ось x (см. рисунок): 
где m — масса стержня.
Отсюда находим 
Критерии оценки выполнения задания
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном решении — выражение для силы Ампера и второй закон Ньютона);
2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ (включая единицы измерения). При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями).
Представленное решение содержит п.1 полного решения, но и имеет один из следующих недостатков:
— в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка;
— необходимые математические преобразования и вычисления логически верны, не содержат ошибок, но не закончены;
— не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный числовой ответ или ответ в общем виде;
— решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и не доведено до числового ответа.
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев:
— представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа;
— в решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
— в ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.
Горизонтальный проводящий стержень прямоугольного сечения поступательно 4 а чему равен модуль
Горизонтальный проводящий стержень прямоугольного сечения поступательно движется с ускорением вверх по гладкой наклонной плоскости в вертикальном однородном магнитном поле (см. рисунок).
По стержню протекает ток I. Угол наклона плоскости Отношение массы стержня к его длине 
Модуль индукции магнитного поля 
Ускорение стержня 
Чему равна сила тока в стержне?
1) На рисунке показаны силы, действующие на стержень с током:
— сила тяжести направленная вертикально вниз;
— сила реакции опоры направленная перпендикулярно к наклонной плоскости;
— сила Ампера 
направленная горизонтально вправо, что вытекает из условия задачи.
2) Модуль силы Ампера 
3) Систему отсчёта, связанную с наклонной плоскостью, считаем инерциальной. Для решения задачи достаточно записать второй закон Ньютона в проекциях на ось х (см. рисунок):
Отсюда находим 
Ответ: 
Критерии оценки выполнения задания
Приведено полное правильное решение, включающее следующие элементы:
1) верно записаны формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом (в данном решении — выражение для силы Ампера и второй закон Ньютона);
2) проведены необходимые математические преобразования и расчеты, приводящие к правильному числовому ответу, и представлен ответ (включая единицы измерения). При этом допускается решение «по частям» (с промежуточными вычислениями).
Представленное решение содержит п.1 полного решения, но и имеет один из следующих недостатков:
— в необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущена ошибка;
— необходимые математические преобразования и вычисления логически верны, не содержат ошибок, но не закончены;
— не представлены преобразования, приводящие к ответу, но записан правильный числовой ответ или ответ в общем виде;
— решение содержит ошибку в необходимых математических преобразованиях и не доведено до числового ответа.
Представлены записи, соответствующие одному из следующих случаев:
— представлены только положения и формулы, выражающие физические законы, применение которых необходимо для решения задачи, без каких-либо преобразований с их использованием, направленных на решение задачи, и ответа;
— в решении отсутствует ОДНА из исходных формул, необходимая для решения задачи (или утверждение, лежащее в основе решения), но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
— в ОДНОЙ из исходных формул, необходимых для решения задачи (или утверждении, лежащем в основе решения), допущена ошибка, но присутствуют логически верные преобразования с имеющимися формулами, направленные на решение задачи.
Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1, 2, 3 балла.
31. Электродинамика, 3 балла
Примеры ответов: 7 или здесьисейчас или 3514
Протон ускоряется постоянным электрическим полем конденсатора, напряжение на обкладках которого 2160 В. Затем он влетает в однородное магнитное поле и движется по дуге окружности радиуса 20 см в плоскости, перпендикулярной линиям магнитной индукции. Каков модуль вектора индукции магнитного поля? Начальной скоростью протона в электрическом поле пренебречь. Ответ выразить в мТл и округлите до десятых.
Ион ускоряется в электрическом поле и попадает в однородное магнитное поле перпендикулярно к вектору его индукции B = 1 Тл (см. рисунок). Радиус траектории движения иона в магнитном поле R = 0,2 м, отношение массы иона к его электрическому заряду m/q = 5 · 10 –7 кг/Кл. Определите значение разности потенциалов U. Кинетической энергией иона при его вылете из источника пренебрегите. Ответ выразите к кВ.
Горизонтальный проводящий стержень прямоугольного сечения поступательно движется с ускорением вверх по гладкой наклонной плоскости в вертикальном однородном магнитном поле (см. рисунок). По стержню протекает ток I = 5 А. Угол наклона плоскости α = 30°. Отношение массы стержня к его длине m/L = 0,1 кг/м. Модуль индукции магнитного поля В = 0,2 Тл. Чему равно ускорение стержня? Ответ округлить до сотых.
Пучок ионов попадает в камеру масс―спектрометра через отверстие в точке А со скоростью v = 3 ∙ 10 4 м/с, направленной перпендикулярно стенке АС. В камере создается однородное магнитное поле, линии вектора индукции которого перпендикулярны вектору скорости ионов. Двигаясь в этом поле, ионы попадают на мишень, расположенную в точке С (см. рисунок). Чему равно расстояние AC, если индукция магнитного поля В = 1 Тл, а отношение массы иона к его заряду m/q = 6 ⋅ 10 −7 кг/Кл? Ответ выразите в мм.
В цепи, изображённой на рисунке, сопротивление диода в прямом направлении пренебрежимо мало, а в обратном многократно превышает сопротивление резисторов. При подключении к точке А положительного полюса, а к точке В отрицательного полюса батареи с ЭДС 12 В и пренебрежимо малым внутренним сопротивлением потребляемая мощность равна 14,4 Вт. При изменении полярности подключения батареи потребляемая мощность оказалась равной 21,6 Вт. Определите отношение сопротивлений R1/R2 резисторов в этой цепи.
В цепи, схема которой изображена на рисунке, вначале замыкают ключ K1 а затем, спустя длительное время, ключ K2. Известно, что после этого через ключ K2 протек заряд, равный по модулю ∆q=4 мкКл. Чему равна ЭДС источника тока, если R1=2 Ом, R2=3 Ом, С1=1 мкФ, С2= 2 мкФ? Источник считайте идеальным.
Задача 31 на ЕГЭ по физике
Эксперт ЕГЭ Н. Л. Точильникова
Задача 31 на ЕГЭ по физике – это расчетная задача из раздела «механические колебания», «электричество» (электростатика, конденсаторы или электрические цепи), «магнетизм», «электромагнитные колебания» или «оптика». Задача может быть и комбинированной: сразу на несколько тем.
Например, вот задача на электростатику и механические колебания:
1. ЕГЭ-2010, вар. 2926
Чему будет равен период колебаний бусинки, если ее заряд увеличить в 2 раза?
При небольшом смещении бусинки от положения равновесия
на нее действует возвращающая сила:
При увеличении заряда бусинки период колебаний уменьшится:
2. ЕГЭ – 2010, вариант 2926
Горизонтальный проводящий стержень прямоугольного сечения поступательно движется с ускорением вверх по гладкой наклонной плоскости в вертикальном однородном магнитном поле (см. рисунок).
1) На рисунке показаны силы, действующие на стержень с током:
3) Систему отсчета, связанную с наклонной плоскостью, считаем инерциальной.
Ты нашел то, что искал? Поделись с друзьями!
Горизонтальный проводящий стержень прямоугольного сечения поступательно 4 а чему равен модуль
А24-1. Две частицы, имеющие отношение зарядов q1/q2 = 2, и отношение масс m1/m2 = 1, влетели в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям магнитной индукции и движутся по окружностям. Определите отношение периодов обращения этих частиц T1/T2.
А24-1. Две частицы, имеющие отношение зарядов q1/q2 = 2, влетели в однородное магнитное поле перпендикулярно его линиям индукции и движутся по окружностям. Определите отношение масс m1/m2 этих частиц, если отношение периодов обращения этих частиц T1/T2 = 0,5.
С1-1. Рамку с постоянным током удерживают неподвижно в поле полосового магнита (см. рисунок). Полярность подключения источника тока к выводам рамки показана на рисунке. Как будет двигаться рамка на неподвижной оси MО, если рамку не удерживать? Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения. Считать, что рамка испытывает небольшое сопротивление движению со стороны воздуха.
С1-2. Маленькая замкнутая рамка из медного провода падает из состояния покоя (см. рисунок 1), попадая по пути в зазор между полюсами постоянного магнита. Когда рамка входит в зазор и выходит из него, в ней возникает электрический ток. В каком из случаев (изображенных на рисунках 2 и 3) модуль силы тока в рамке имеет большее значение? Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности вы использовали для объяснения.
С1-3. Мягкая пружина из нескольких крупных витков провода подвешена к потолку. Верхний конец пружины подключается к источнику тока через ключ К, а нижний — с помощью достаточно длинного мягкого провода (см. рисунок). Как изменится длина пружины через достаточно большое время после замыкании ключа К? Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности вы использовали для объяснения. Эффектами, связанными с нагреванием провода, пренебречь.
С5-4. Металлический стержень длиной l = 0,1 м и массой m = 10 г, подвешенный на двух параллельных проводящих нитях длиной L = 1 м, располагается горизонтально в однородном магнитном поле с индукцией B = 0,1 Тл, как показано на рисунке. Вектор магнитной индукции направлен вертикально. Какую максимальную скорость приобретёт стержень, если по нему пропустить ток силой 10 А в течение 0,1 с? Угол φ отклонения нитей от вертикали за время протекания тока мал.
С5-5. Электрон влетает в однородное магнитное поле с индукцией 4 · 10 -4 Тл перпендикулярно линиям индукции этого поля и движется по окружности радиуса R = 10 мм. Вычислите скорость электрона.
С5-6. В однородном магнитном поле с индукцией 1,67 · 10 5 Тл протон движется перпендикулярно вектору В индукции со скоростью 8 км/с. Определите радиус траектории протона.
С5-8. Горизонтальный проводящий стержень прямоугольного сечения поступательно движется с ускорением вверх по гладкой наклонной плоскости в вертикальном однородном магнитном поле (см. рисунок). По стержню протекает ток I. Угол наклона плоскости α = 30°. Отношение массы стержня к его длине m/L = 0,1 кг/м. Модуль индукции магнитного поля В = 0,2 Тл. Ускорение стержня a = 1,9 м/с 2 . Чему равна сила тока в стержне?
С5-9. Горизонтальный проводящий стержень прямоугольного сечения поступательно движется с ускорением вверх по гладкой наклонной плоскости в вертикальном однородном магнитном поле (см. рисунок). По стержню протекает ток I = 4А. Угол наклона плоскости α = 30°. Отношение массы стержня к его длине m/L = 0,1 кг/м. Модуль индукции магнитного поля В = 0,2 Тл. Чему равно ускорение стержня?
С5-10. На проводящих рельсах, проложенных по наклонной плоскости, в однородном вертикальном магнитном поле B находится горизонтальный прямой проводник прямоугольного сечения массой m = 20 г. Плоскость наклонена к горизонту под углом α = 30°. Расстояние между рельсами L = 40 см. Когда рельсы подключены к источнику напряжения, по проводнику протекает постоянный ток I = 11 A. При этом проводник поступательно движется вверх по рельсам равномерно и прямолинейно. Коэффициент трения между проводником и рельсами μ = 0,2. Чему равен модуль индукции магнитного поля В?
С5-11. На непроводящей горизонтальной поверхности стола лежит проводящая жёсткая рамка из однородной тонкой проволоки, согнутой в виде равностороннего треугольника ADС со стороной, равной a (см. рисунок). Рамка, по которой течет ток I, находится в однородном горизонтальном магнитном поле, вектор индукции которого B перпендикулярен стороне CD. Каким должен быть модуль индукции магнитного поля, чтобы рамка начала поворачиваться вокруг стороны CD, если масса рамки m?
С5-12. На непроводящей горизонтальной поверхности стола лежит жёсткая рамка массой m из однородной тонкой проволоки, согнутая в виде квадрата AСDЕ со стороной a (см. рисунок). Рамка находится в однородном горизонтальном магнитном поле, вектор индукции B которого перпендикулярен сторонам AE и CD и равен по модулю В. По рамке течёт ток в направлении, указанном стрелками (см. рисунок). При какой минимальной силе тока рамка начнет поворачиваться вокруг стороны CD?
С5-12. Ион, заряд которого равен элементарному заряду, движется в однородном магнитном поле так, что его скорость перпендикулярна линиям магнитной индукции. Радиус дуги, по которой движется ион, равен 10 –3 м. Импульс иона равен 2,4•10 –23 кг•м/с. Какова индукция магнитного поля? Полученный ответ округлите до сотых.
С5-14. Две частицы, имеющие отношение зарядов q1/q2 = 2 и отношение масс m1/m2 = 4, влетели в однородное магнитное поле перпендикулярно его линиям индукции и движутся по окружностям с отношением радиусов R1/R2 = 2. Определите отношение кинетических энергий W1/W2 этих частиц.
С5-15. Две частицы, имеющие отношение зарядов q1/q2 = ¼ и отношение масс m1/m2 = 2, влетели в однородное магнитное поле перпендикулярно его линиям индукции и движутся по окружностям. Определите отношение радиусов траекторий R1/R2 частиц, если отношение их скоростей v1/v2 = 2.
С5-16. Протон с импульсом р = 1,6•10 –21 кг•м/с движется в однородном магнитном поле по окружности радиусом 1 см. Найдите индукцию магнитного поля В.
С5-17. Протон с импульсом р = 1,6•10 –21 кг•м/с движется по окружности в однородном магнитном поле с индукцией В = 1 Тл. Найдите радиус окружности. Ответ выразите в сантиметрах.
С5-19. На рисунке показана схема устройства для предварительного отбора заряженных частиц с целью последующего детального исследования. Устройство представляет собой конденсатор, пластины которого изогнуты дугой радиуса R ≈ 50 см. Предположим, что в промежуток между обкладками конденсатора из источника заряженных частиц (и. ч.) влетают, как показано на рисунке, ионы с зарядом е. Напряжённость электрического поля в конденсаторе по модулю равна 50 кВ/м. При каком значении кинетической энергии ионы пролетят сквозь конденсатор, не коснувшись его пластин? Считать, что расстояние между обкладками конденсатора мало, напряжённость электрического поля в конденсаторе всюду одинакова по модулю, а вне конденсатора электрическое поле отсутствует. Влиянием силы тяжести пренебречь. |
С5-20. Ион ускоряется в электрическом поле с разностью потенциалов U = 10 кВ и попадает в однородное магнитное поле перпендикулярно к вектору его индукции B (см. рисунок). Радиус траектории движения иона в магнитном поле R = 0,2 м, отношение массы иона к его электрическому заряду m/q = 5•10 –7 кг/Кл. Определите значение модуля индукции магнитного поля. Кинетической энергией иона при его вылете из источника пренебрегите.
С5-21. Ион ускоряется в электрическом поле с разностью потенциалов U = 10 кВ и попадает в однородное магнитное поле перпендикулярно к вектору его индукции B (см. рисунок). Радиус траектории движения иона в магнитном поле R = 0,2 м, модуль индукции магнитного поля равен 0,5 Тл. Определите отношение массы иона к его электрическому заряду m/q. Кинетической энергией иона при его вылете из источника пренебрегите.
С5-24. Пучок ионов попадает в камеру масс-спектрометра через отверстие в точке А со скоростью v = 3•10 4 м/с, направленной перпендикулярно стенке АС. В камере создается однородное магнитное поле, линии вектора индукции которого перпендикулярны вектору скорости ионов. Двигаясь в этом поле, ионы попадают на мишень, расположенную в точке С на расстоянии 18 см от точки А (см. рисунок). Чему равна индукция магнитного поля В, если отношение массы иона к его заряду m/q = 6•10 -7 кг/Кл?