web analytics

Χρονικά μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο

Στο σχήμα απεικονίζεται μια διάταξη σε κατακόρυφο επίπεδο που περιλαμβάνει:
Αγωγό ΚΛ μήκους L , μάζας m, αντίστασης R που μπορεί να κινείται χωρίς τριβές εφαπτόμενος στους αμελητέας αντίστασης αγωγούς ΑΔ και ΓΖ,
Αντίσταση R που συνδέεται στα Α και Γ,
Κυκλικό αγωγό ακτίνας α = L/2π που το κατασκευάσαμε με το ίδιο σύρμα με τον ΚΛ, ο οποίος συνδέεται με τα Δ και Ζ με αγωγούς αμελητέας αντίστασης.
Στο χώρο του κυκλικού αγωγού υπάρχει οριζόντιο μεταβαλλόμενο χρονικά μαγνητικό πεδίο κάθετο στο επίπεδό του, της μορφής Β = Βο+λt , όπου λ μια θετική σταθερά.
Ο αγωγός ΚΛ είναι οριζόντιος και ισορροπεί στο ομογενές μαγνητικό πεδίο έντασης (Βο), που οι δυναμικές γραμμές του είναι κάθετες στο επίπεδο των ΑΔ και ΓΖ, με φορά από τον αναγνώστη προς τη σελίδα.
Δίνονται: L = 1 m, m = 5∙10-3 kg, g = 10 m/s2, R = 0,2 Ω, Bo = 1 T.
1.Ποια η φορά των δυναμικών γραμμών του μαγνητικού πεδίου Β και με ποιο ρυθμό μεταβάλλεται (λ=dΒ/dt=;)
2. Με ποιο ρυθμό το μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο μεταφέρει ενέργεια στον κυκλικό αγωγό;
Κάποια χρονική στιγμή καταργούμε ακαριαία το μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο Β, οπότε ο αγωγός ΚΛ αρχίζει να κινείται λόγω του βάρους του. Υπολογίστε
3.την οριακή ταχύτητα που αποκτά ο αγωγός ΚΛ, καθώς και την ένταση του μαγνητικού πεδίου στο κέντρο Ο του κυκλικού αγωγού τότε.
4. το ρυθμό μεταβολής της κινητικής ενέργειας του ΚΛ τη στιγμή t2 που η ταχύτητά του είναι υ = υορ./2. Ποιες ενεργειακές μετατροπές γίνονται τη στιγμή t2 , και ποιες οι αλγεβρικές τιμές τους.
Απαντήσεις εδώ σε word

Loading

Subscribe
Ειδοποίηση για
21 Σχόλια
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια
Μπετσάκος Παναγιώτης

Πολύ διδακτική και έξυπνη Πρόδρομε! Ευχαριστούμε!

Διονύσης Μάργαρης
Αρχισυντάκτης
09/10/2021 1:18 ΜΜ

Καλό μεσημέρι Πρόδρομε.
Θα συμφωνήσω με τον Παναγιώτη (καλό μεσημέρι Παναγιώτη) για το πολύ έξυπνη άσκηση.
Προσωπικά θα άλλαζα την πρόταση:
” Με ποιο ρυθμό δαπανάμε ενέργεια για τη δημιουργία του μεταβαλλόμενου μαγνητικού πεδίου;” με την:
Με ποιο ρυθμό το μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο μεταφέρει ενέργεια στον κυκλικό αγωγό.
Το πώς δημιουργείται το μεταβαλλόμενο μαγνητικό πεδίο και ποια ενέργεια δίνουμε για την παραπάνω μεταβολή του Β, δεν το γνωρίζουμε…

Μπετσάκος Παναγιώτης

Xρειαζόταν όμως το μαγνητικό στον κυκλικό να είναι της μορφής Βο+λt; Δεν αρκούσε απλά λt;

Παντελεήμων Παπαδάκης
Αρχισυντάκτης

Καλησπέρα Πρόδρομε.
Μου άρεσε …
Καλό Σαββατόβραδο

Γιάννης Κυριακόπουλος
Αρχισυντάκτης

Πολύ καλή.

Χρήστος Αγριόδημας
Αρχισυντάκτης
10/10/2021 12:12 ΠΜ

Πρόδρομε καλησπέρα.
Πολύ καλή άσκηση.
Μπράβο.

Θοδωρής Παπασγουρίδης

Θα συμφωνήσω και εγώ πως είναι πολύ διδακτική άσκηση.
Θα πρότεινα τη σταθερή επαγωγική ΗΕΔ στον κυκλικό αγωγό να την υπολογίσεις
μέσω της μέσης τιμής της Εεπ=-ΔΦ/Δt για να έχει νόημα το t2-t1

Το συμβολισμό dΦ/dt τον προτιμώ για στιγμιαία μεταβαλλόμενη τιμή…
Ο υποψήφιος για θετικές σπουδές, μόλις μάθει παραγώγους, το dΦ/dt
θα το χειρίζεται εύκολα.
Ο υποψήφιος για σχολές υγείας που δεν θα μάθει παραγώγους, αφενός τρομάζει
στη θέα του dΦ/dt, αφετέρου τον μπερδεύουμε γράφοντας dt=t2-t1, ενώ συνήθως
του λέμε πως το dt είναι απειροστά μικρό και τείνει στο μηδέν…
Να γράψω επίσης πως κατά τη γνώμη μου είναι απαιτητικό Θέμα Δ με αρκετό φορμαλισμό και σε καμία περίπτωση Θέμα Γ
Ευχαριστούμε Πρόδρομε

Ανδρέας Ριζόπουλος
Αρχισυντάκτης

Καλημέρα Πρόδρομε. Σε ευχαριστούμε για μια ακόμα πολύ καλή – και ως Δ΄θέμα – άσκηση.
Οι μαθητές μαθαίνουν ήδη στην προηγούμενη ενότητα, ότι στο πρώτο κύκλωμα μια πηγή ρευματοδοτεί και η Laplace ισορροπεί τον αγωγό. Τους δείχνεις εδώ, ότι η πηγή δημιουργείται με το φαινόμενο της επαγωγής. Σε αυτό το σημείο, μπορούμε να συζητήσουμε τι μορφή ενέργειας μπορεί να προσφέρουμε ώστε να φτιάξουμε τέτοιο πεδίο…
Γράφεις
“έτσι ώστε το επαγωγικό ρεύμα να τείνει να μειώσει την μαγνητική ροή”
Ίσως πιο πλήρης διατύπωση να είναι
“έτσι ώστε το μαγνητικό πεδίο του επαγωγικού ρεύματος να τείνει να μειώσει την μαγνητική ροή”
Εναλλακτικά μπορούμε να τους πούμε ότι η ΗΕΔ είναι η κλίση της γραφ. παράστασης της ευθείας Φ = Β0.Α + λΑ.t, οπότε γλυτώνουμε την “παραγώγιση”.
Να είσαι καλά!