Global EE

Магнетизм — Задание 25 ЕГЭ по физике №00019470

Задание №25. Электродинамика. Высокий Уровень Сложности

Магнетизм

№2. Задание 25

ID: 00019470

На горизонтальном столе лежит прямой проводник массой $m=40$ г и длиной $l=60$ см. В области столика создано однородное вертикальное магнитное поле. На рисунке показано сечение проводника, направление тока и вектор магнитной индукции. Если через проводник пропускать достаточно большой ток, то проводник скользит по столу, двигаясь поступательно. Какова индукция магнитного поля, если при силе тока $I=10$ А проводник движется равномерно? Коэффициент трения между проводником и поверхностью стола равен $0{,}3$. Сделайте рисунок с указанием сил.

Рисунок к заданию 25 ЕГЭ по физике — Магнетизм

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Поле вертикальное, ток вдоль проводника горизонтальный — значит сила Ампера $F=BIl$ горизонтальна и толкает проводник вдоль стола. Поскольку поле вертикально, сила Ампера не прижимает и не приподнимает проводник, поэтому сила нормального давления равна весу. «Движется равномерно» означает равновесие: сила Ампера в точности уравновешена силой трения.

Шаг 1. Силы по вертикали

Вертикально: вес $mg$ вниз и реакция стола $N$ вверх. Сила Ампера горизонтальна, поэтому $N=mg$.

Шаг 2. Равновесие по горизонтали

При равномерном движении сила Ампера равна силе трения скольжения: $BIl=\mu N=\mu mg$.

Шаг 3. Находим индукцию

$B=\dfrac{\mu mg}{Il}=\dfrac{0{,}3\cdot0{,}04\cdot10}{10\cdot0{,}6}=\dfrac{0{,}12}{6}=0{,}02$ Тл.

Ответ

$B=0{,}02$ Тл

Видеоразбор

Другие задания по теме «Магнетизм» (8)