Ускоренное движение проводника в магнитном поле

До сих пор мы рассматривали только равномерное движение проводника в магнитном поле. Рассмотрим теперь случай, когда проводник движется с ускорением.

Рассмотрим перемычку массой m и длиной l, которая может скользить по металлическим рельсам в однородном магнитном поле с индукцией (рис. 8.7). К перемычке приложена постоянная горизонтально направленная внешняя сила . Между рельсами включён конденсатор ёмкостью С. Сопротивлением всех проводников (перемычки и рельсов), а также трением можно пренебречь. В начальный момент перемычка покоится, конденсатор не заряжен.

Рис. 8.7

Выясним сначала, что будет происходить, на качественном уровне.

Перемычка начнёт двигаться под действием внешней силы. При этом на концах перемычки возникнет ЭДС индукции _i. Вследствие этого в цепи потечёт ток, который будет заряжать конденсатор.

14. Как будет направлен этот ток на рисунке 8.7: по часовой стрелке или против?

15. Какая обкладка конденсатора (верхняя или нижняя рисунке 8.7) будет при этом заряжаться положительно?

По условию сопротивлением всех проводников можно пренебречь. Следовательно, напряжение U на конденсаторе равно по модулю ЭДС самоиндукции _i:

16. Объясните, почему из формулы (12) следует, что

где q и υ — соответственно заряд конденсатора и скорость перемычки в один и тот же момент времени.

Появление тока приведёт к появлению действующей на перемычку силы Ампера.

Окончание >>>