Магнетизм (нет в… — Задание ЕГЭ по физике №00014834

Задание №30. №23. Рассчетная Задача. Термодинамика и Электродинамика (нет в 2026)

Магнетизм (нет в 2026)

№2. Задание без номера

ID: 00014834

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. Вектор магнитной индукции направлен вертикально. По стержню пропускают ток в течение $\tau=0{,}1$ с, в результате чего стержень приобретает кинетическую энергию $E_к=0{,}005$ Дж. Чему равна сила тока? Угол отклонения нитей от вертикали за время протекания тока мал (см. рисунок).

Рисунок к заданию ЕГЭ по физике — Магнетизм (нет в 2026)

Источник: Сборник Гиголо

Решение

Идея

Поле вертикально, ток в стержне горизонтален — сила Ампера $$F=BIl$$ горизонтальна и постоянна (ток постоянный). Пока угол отклонения мал, нити почти вертикальны, и горизонтальная сила Ампера — единственная, что разгоняет стержень вдоль горизонтали. Удобно работать через импульс силы: толчок $F\tau$ равен приобретённому импульсу $$mv$$ .

Считаем

Сначала найдём скорость стержня в конце толчка из его кинетической энергии:

$E_к=\dfrac{mv^2}{2}\;\Rightarrow\; v=\sqrt{\dfrac{2E_к}{m}}=\sqrt{\dfrac{2\cdot0{,}005}{0{,}01}}=\sqrt{1}=1\ \text{м/с}.$

Теорема об импульсе: импульс силы Ампера за время $\tau$ равен импульсу стержня:

$F\tau=mv,\qquad BIl\,\tau=mv.$

Отсюда сила тока:

$I=\dfrac{mv}{Bl\tau}=\dfrac{0{,}01\cdot1}{0{,}1\cdot0{,}1\cdot0{,}1}=\dfrac{0{,}01}{0{,}001}=10\ \text{А}.$

Ответ

I = 10 А

Другие задания по теме «Магнетизм (нет в 2026)» (8)