2016-12-24
Две вертикальные проводящие рейки, расстояние между которыми $L = 25 см$, находятся в однородном магнитном поле, индукция которого $B = 1 Тл$ направлена перпендикулярно плоскости рисунка. Сверху рейки соединены через батарею с ЭДС $\mathcal{E} = 6 В$ и внутренним сопротивлением $r = 2 Ом$, а снизу через резистор с сопротивлением $R = 6 Ом$. В начальный момент проводящую перемычку АС массой $m = 100 г$ удерживают неподвижной, а затем отпускают. Через некоторое время перемычка движется вниз с установившейся скоростью, I) Найдите ток через перемычку при этой скорости. 2) Найдите установившуюся скорость перемычки. Сопротивлением реек и перемычки пренебречь. При расчёте принять $g = 10 м/с^{2}$.
Решение:
В установившемся режиме ускоренно перемычки равно пулю и сила Ампера равна силе тяжести: $BIL = mg$. Ток но перемычке течёт влево и равен $I = \frac{mg}{BL} = 4 А$. Скорость находим из системы уравнений.
$\begin{cases} I = I_{1} + I_{2},\\ \mathcal{E}_{и} + \mathcal{E} = I_{1}r ,\\ \mathcal{E}_{и} = I_{2}R ,\\ \mathcal{E}_{и} = BvL,\\ BIL = mg, \end{cases}$
$v = \left ( \frac{mg}{BL} - \frac{ \mathcal{E}}{r} \right ) \frac{Rr}{Bl(R+r)} = 6 м/с$.