1. Сила Амера, действующая на проводник: ньютон. При перемещении проводника сила Ампера совершит работу: джоуля.
ответ: 2 Дж.
2. Сила Лоренца, действующая на электрон со стороны магнитного поля, придаёт ему центростремительное ускорение. Приравняем силу Лоренца к произведению массы электрона на его центростремительное ускорение: . Сократим скорость: . Так как произведение m*v=p (произведение массы на скорость равно импульсу), то индукция равна: тесла.
ответ: 0,05 Тл.
3. Так как линии магнитной индукции направлены параллельно направлению тока, то на проводник сила Ампера не действует.
В вертикальном теплоизолированном цилиндре под тяжёлым подвижным поршнем находится одноатомный идеальный газ, занимающий объём V. На поршень ставят груз, имеющий массу вдвое большую, чем масса поршня. Найдите объём газа в новом положении равновесия. Давлением над поршнем и трением поршня о стенки цилиндра можно пренебречь.
Возможное решение
Содержание ↑
Запишем для начального состояния n молей газа уравнение Клапейрона‒ Менделеева:
(mg/S)·V = νRT1
Здесь m – масса поршня, S – площадь его сечения, T1 – начальная температура газа. Для конечного состояния, в котором газ занимает объём V2:
(3mg/S)·V2 = νRT2
Из закона сохранения энергии, применённого для системы «газ + поршень + груз», следует:
1. Сила Амера, действующая на проводник: ньютон. При перемещении проводника сила Ампера совершит работу: джоуля.
ответ: 2 Дж.
2. Сила Лоренца, действующая на электрон со стороны магнитного поля, придаёт ему центростремительное ускорение. Приравняем силу Лоренца к произведению массы электрона на его центростремительное ускорение: . Сократим скорость: . Так как произведение m*v=p (произведение массы на скорость равно импульсу), то индукция равна: тесла.
ответ: 0,05 Тл.
3. Так как линии магнитной индукции направлены параллельно направлению тока, то на проводник сила Ампера не действует.
ответ: 2) Не изменится.
Задача 3
Содержание ↑
В вертикальном теплоизолированном цилиндре под тяжёлым подвижным поршнем находится одноатомный идеальный газ, занимающий объём V. На поршень ставят груз, имеющий массу вдвое большую, чем масса поршня. Найдите объём газа в новом положении равновесия. Давлением над поршнем и трением поршня о стенки цилиндра можно пренебречь.
Возможное решение
Содержание ↑
Запишем для начального состояния n молей газа уравнение Клапейрона‒ Менделеева:
(mg/S)·V = νRT1
Здесь m – масса поршня, S – площадь его сечения, T1 – начальная температура газа. Для конечного состояния, в котором газ занимает объём V2:
(3mg/S)·V2 = νRT2
Из закона сохранения энергии, применённого для системы «газ + поршень + груз», следует:
3/2·νR(T2 – T1) = 3mg·(V – V2)/S
Решая систему уравнений, получаем:
V2 = 3/5 · V