№914 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)
Решение #1
Решение #2
ИИ
Разбор
Варианты ответа:
1. Первый магнит падает свободно. На него действуют сила тяжести и сопротивление воздуха, поэтому время его падения обозначим t₁.
2. Во втором случае при движении магнита в незамкнутом соленоиде возникает ЭДС индукции, но электрический ток практически не течёт. Следовательно, соленоид не создаёт заметного магнитного поля и не тормозит магнит. Поэтому t₂ = t₁.
3. В замкнутом соленоиде возникает индукционный ток. По правилу Ленца его магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, то есть противодействует движению падающего магнита. Возникает тормозящая сила, поэтому третий магнит падает дольше.
С точки зрения закона сохранения энергии часть убывающей потенциальной энергии третьего магнита превращается не только в его кинетическую энергию, но и во внутреннюю энергию обмотки из-за выделения теплоты током.
Итак: t₁ = t₂ < t₃.
2. Во втором случае при движении магнита в незамкнутом соленоиде возникает ЭДС индукции, но электрический ток практически не течёт. Следовательно, соленоид не создаёт заметного магнитного поля и не тормозит магнит. Поэтому t₂ = t₁.
3. В замкнутом соленоиде возникает индукционный ток. По правилу Ленца его магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, то есть противодействует движению падающего магнита. Возникает тормозящая сила, поэтому третий магнит падает дольше.
С точки зрения закона сохранения энергии часть убывающей потенциальной энергии третьего магнита превращается не только в его кинетическую энергию, но и во внутреннюю энергию обмотки из-за выделения теплоты током.
Итак: t₁ = t₂ < t₃.
1. Превращение энергии:
– У первого и второго магнитов потенциальная энергия переходит главным образом в кинетическую.
– У третьего магнита часть механической энергии превращается в теплоту, выделяющуюся в замкнутой обмотке. Поэтому его скорость увеличивается медленнее.
2. Действие соленоидов:
– Незамкнутый соленоид не образует проводящего контура. Хотя в нём появляется ЭДС индукции, индукционного тока нет, поэтому заметного торможения второго магнита не возникает.
– В замкнутом соленоиде появляется ток. Согласно правилу Ленца, созданное им магнитное поле направлено так, чтобы препятствовать изменению магнитного потока, вызванному движением магнита. Поэтому на третий магнит действует сила, направленная против его движения.
3. Сравнение времени:
первый и второй магниты достигают земли одновременно, а третий — позднее:
t₁ = t₂ < t₃.
– У первого и второго магнитов потенциальная энергия переходит главным образом в кинетическую.
– У третьего магнита часть механической энергии превращается в теплоту, выделяющуюся в замкнутой обмотке. Поэтому его скорость увеличивается медленнее.
2. Действие соленоидов:
– Незамкнутый соленоид не образует проводящего контура. Хотя в нём появляется ЭДС индукции, индукционного тока нет, поэтому заметного торможения второго магнита не возникает.
– В замкнутом соленоиде появляется ток. Согласно правилу Ленца, созданное им магнитное поле направлено так, чтобы препятствовать изменению магнитного потока, вызванному движением магнита. Поэтому на третий магнит действует сила, направленная против его движения.
3. Сравнение времени:
первый и второй магниты достигают земли одновременно, а третий — позднее:
t₁ = t₂ < t₃.
1. Наличие тока: в свободном падении и при прохождении разомкнутой катушки тормозящего индукционного тока нет. В замкнутой катушке ток возникает.
2. Действие силы: по правилу Ленца поле этого тока противодействует движению третьего магнита, уменьшая его ускорение.
3. Энергия: у третьего магнита часть потенциальной энергии расходуется на нагрев обмотки, поэтому его кинетическая энергия и скорость меньше.
Следовательно, первый и второй магниты упадут одновременно, а третий позже:
t₁ = t₂ < t₃.
2. Действие силы: по правилу Ленца поле этого тока противодействует движению третьего магнита, уменьшая его ускорение.
3. Энергия: у третьего магнита часть потенциальной энергии расходуется на нагрев обмотки, поэтому его кинетическая энергия и скорость меньше.
Следовательно, первый и второй магниты упадут одновременно, а третий позже:
t₁ = t₂ < t₃.
Рассмотрим вариант решения задания из учебника
Рымкевич 10-11 класс, Просвещение:
ри одинаковых полосовых магнита падают в вертикальном положении одновременно с одной высоты. Первый падает свободно, второй во время падения проходит сквозь незамкнутый соленоид, третий — сквозь замкнутый соленоид. Сравнить время падения магнитов. Ответы обосновать на основании правила Ленца и закона сохранения энергии.
Отправить другу:
