Физика 19 вариант (Физика задача No.3 Юндин)

Посмотреть архив целиком

Физика

Модульное домашнее задание





Вариант: №19

Задача: №3.2.2



















Выполнил: Юндин А.С.

Группа: ИУ4-31

Преподаватель: Новгородская А.В.

По двум гладким медным шинам скользит невесомая перемычка,

к которой приложена переменная сила F(t). Сопротивление перемычки равно R0, поперечное сечение S, концентрация носителей заряда (электронов) в проводнике перемычки равна n0. Перемычка замыкает электрическую цепь, состоящую либо из конденсатора ёмкости С, либо из индуктивности L или из сопротивления R, в соответствии с рисунком. Расстояние между шинами l. Система находится в однородном переменном магнитном поле с индукцией В(t), перпендикулярном плоскости, в которой перемещается перемычка. Сопротивление шин, скользящих контактов, а также самоиндукция контура пренебрежимо малы. Ускорение перемычки

в начальный момент времени конечно, а положение ее определено и равно Y(0) =Y0.

Найти:

- закон изменения тока I(t);

-закон движения перемычки Y = Y(t);

-максимальное значение Ymax;

-законы изменения проекции силы Лоренца на ось X (Fлx) и на ось Y (Fлy),

действующей на электрон;

- закон изменения напряженности электрического поля в перемычке E(t);

Установить связь между силой Ампера, действующей на перемычку, и силой Лоренца, действующей на все электроны в перемычке.

Построить зависимости тока через перемычку

АFа


Fy


I

Дано:

n

M=2n

Решение:

Уравнение Кирхгофа:

(*)

По 2-му закону Ньютона запишем для перемычки:

т.к. по условию перемычка невесомая, то m=0 =>

Подставим в (*)

Интегрируем

Сила Лоренца, действующая на электроны вдоль оси y



Сила Лоренца, действующая на электроны вдоль оси x

Т.к. ток в перемычке зависит от напряженности электрического поля, то

Сила Ампера:

Сила Лоренца: