Ускоренное движение проводника в магнитном поле (окончание)

17. Как будет направлена сила Ампера на рисунке 8.7?

18. Объясните, почему справедливо уравнение

ma = F_внеш - BIl, (14)

где а и I — ускорение перемычки и сила тока в один и тот же момент времени.

Соотношение (14) представляет собой одно уравнение с двумя неизвестными — а и I. Второе уравнение, связывающее эти две величины, можно получить, продифференцировав по времени уравнение (13). Мы получим:

19. Выразите ускорение перемычки а и силу тока I через В, l, m, С, .

Итак, в рассмотренном случае перемычка будет двигаться с постоянным ускорением. Однако это ускорение будет меньше того, которое перемычка приобрела бы под действием силы , если бы тока в цепи не было. Дело в том, что при наличии тока вследствие работы внешней силы увеличивается не только кинетическая энергия перемычки, но и энергия электрического поля в конденсаторе.

20. Используя найденные выражения для ускорения перемычки и силы тока, найдите:

а) работу внешней силы за время t;

б) кинетическую энергию перемычки в момент времени t;

в) энергию электрического поля в конденсаторе в момент времени t.

Подсказка. Воспользуйтесь выражением для энергии электрического поля в конденсаторе.

г) Сравните полученные выражения и сделайте вывод.

<<< К началу