Η επαγωγή σε επιταχυνόμενη ράβδο

Ο αγωγός ΚΛ μήκους ℓ=1m, μάζας 0,4kg και με αντίσταση r=1Ω, μπορεί να κινείται οριζόντια, μέσα σε ένα ομογενές κατακόρυφο μαγνητικό πεδίο έντασης Β=1Τ, σε επαφή με δυο παράλληλους αγωγούς ΑΑ₁ και ΓΓ₁, οι οποίοι δεν παρουσιάζουν αντίσταση και απέχουν d=1m. Μεταξύ των άκρων Α και Γ συνδέεται αντιστάτης με αντίσταση R=3Ω. Σε μια στιγμή ασκούμε στον αγωγό ΚΛ μια σταθερή οριζόντια  δύναμη μέτρου F=0,7Ν με αποτέλεσμα ο αγωγός να κινείται προς τα δεξιά.

i) Να βρείτε τη ροή που διέρχεται από το ορθογώνιο πλαίσιο ΑΚΛΓ σε συνάρτηση με την απόσταση ΑΚ=x και να εξηγήσετε γιατί ο αγωγός ΚΛ διαρρέεται από ρεύμα.

ii) Να βρείτε τη φορά της έντασης του ρεύματος που διαρρέει τον αντιστάτη R.

iii) Για τη στιγμή t₁ που ο αγωγός έχει στιγμιαία ταχύτητα υ₁=2m/s, να υπολογιστούν:

α) Η ΗΕΔ από επαγωγή που εμφανίζεται στο πλαίσιο.

β)  Η τάση V_ΚΛ.

γ) Η επιτάχυνση του αγωγού ΚΛ.

δ) Ο ρυθμός με τον οποίο μεταφέρεται ενέργεια στον αγωγό ΚΛ, μέσω της δύναμης F και ο ρυθμός με τον οποίο η ενέργεια αυτή μετατρέπεται σε ηλεκτρική. Είναι ή όχι ίσοι οι δυο παραπάνω ρυθμοί; Να εξηγήσετε τις ενεργειακές μετατροπές που εμφανίζονται τη στιγμή αυτή στο πλαίσιο.

Απάντηση:

ή

Η επαγωγή σε επιταχυνόμενη ράβδο

Η επαγωγή σε επιταχυνόμενη ράβδο