14. Электродинамика: анализ физических процессов: #205995
Электрическая цепь состоит из алюминиевого проводника $ AB ,$ подвешенного на тонких медных проволочках и подключенного к источнику постоянного напряжения через реостат. Справа от проводника находится северный полюс постоянного магнита. Ползунок реостата плавно перемещают вправо.
Выберите все верные утверждения.
УТВЕРЖДЕНИЯ
$1)$ Сопротивление реостата увеличивается.
$2)$ Линии индукции магнитного поля, созданного магнитом, вблизи проводника $ AB $ направлены влево.
$3)$ Сила Ампера, действующая на проводник $ AB ,$ увеличивается.
$4)$ Силы натяжения проволочек, на которых подвешен проводник $ AB ,$ увеличиваются.
$5)$ Сила тока, протекающего по проводнику $ AB ,$ увеличивается.
1. При перемещении ползунка реостата вправо увеличивается длина его активной части, что приводит к увеличению сопротивления по формуле:
$$R = \rho \frac{l}{S}$$ Вывод: утверждение верное.
2. Линии магнитной индукции постоянного магнита выходят из северного полюса и направлены влево в области проводника $ AB .$
Вывод: утверждение верное.
3. Сила Ампера определяется выражением:
$$F_A = IBl\sin\alpha$$ где $ I $ — сила тока, $ B $ — магнитная индукция, $ l $ — длина проводника.
При увеличении сопротивления реостата сила тока $ I $ уменьшается (по закону Ома $ I = U/R $), следовательно, сила Ампера также уменьшается.
Вывод: утверждение неверное.
4. На проводник действуют:
сила тяжести $ mg $ (вниз),
сила натяжения проволочек $ T $ (вверх),
сила Ампера $ F_A $ (вверх, по правилу левой руки).
В равновесии:
$$T + F_A = mg.$$ При уменьшении $ F_A $ сила натяжения $ T $ должна увеличиваться, чтобы сохранить равновесие.
Вывод: утверждение верное.
5. По закону Ома для полной цепи:
$$I = \frac{U}{R + r},$$ где $ R $ увеличивается, а $ U $ и $ r $ постоянны. Следовательно, сила тока $ I $ уменьшается.
Вывод: утверждение неверное.