Όταν μεταβάλλεται η ένταση του ρεύματος

Η μεταλλική ράβδος ΑΓ, μήκους ℓ=1m, μάζας 0,5kg και αμελητέας αντίστασης, κινείται οριζόντια όπως στο σχήμα, μέσα σε ένα κατακόρυφο ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης Β=0,5Τ, σε επαφή με δύο οριζόντιους ευθύγραμμους αγωγούς xx΄ και yy΄, οι οποίοι δεν παρουσιάζουν αντίσταση, χωρίς τριβές.  Ένας αντιστάτης με αντίσταση R=2Ω, συνδέεται στα άκρα x και y των δύο αγωγών. Η κίνηση της ράβδου ΑΓ, γίνεται με την επίδραση μιας κατάλληλης μεταβλητής οριζόντιας δύναμης F, κάθετης στην ράβδο, ενώ λαμβάνοντας κάποια στιγμή ως t=0, βρίσκουμε ότι η ένταση του ρεύματος μεταβάλλεται σε συνάρτηση με το χρόνο, όπως στο σχήμα.

i) Ποια φορά του ρεύματος, που διαρρέει το κύκλωμα, θεωρήσαμε θετική, όταν χαράξαμε το διάγραμμα i-t;

ii) Να αποδείξετε ότι η ράβδος εκτελεί ευθύγραμμη ομαλά μεταβαλλόμενη κίνηση, υπολογίζοντας και την επιτάχυνσή της.

iii) Για την χρονική στιγμή t₁=1s, να βρεθούν:

α) Οι οριζόντιες δυνάμεις που ασκούνται στη ράβδο και η ισχύς καθεμιάς.

β) Ο ρυθμός μεταβολής της κινητικής ενέργειας της ράβδου.

γ) Ο ρυθμός με τον οποίο η ηλεκτρική ισχύς μετατρέπεται σε θερμική στον αντιστάτη R.

iv) Ποιες οι αντίστοιχες απαντήσεις στα παραπάνω υποερωτήματα, τη χρονική στιγμή t₂=3s;

Απάντηση:

ή

Όταν μεταβάλλεται  η ένταση του ρεύματος
Όταν μεταβάλλεται  η ένταση του ρεύματος