Медный стержень АБ подвешен на тонких медных проволочках и подключён к источнику постоянного напряжения – так, как показано на рисунке. Справа вблизи проводника находится северный полюс постоянного магнита. Ползунок реостата плавно перемещают вправо.
Из приведённого ниже списка выберите все правильные утверждения.
1) Сопротивление реостата уменьшается.
2) Линии индукции магнитного поля, созданного магнитом, вблизи проводника АБ направлены влево.
3) Сила тока, протекающего через стержень АБ, увеличивается.
4) Сила Ампера, действующая на проводник АБ, уменьшается.
5) Силы натяжения проволочек, на которых подвешен стержень АБ, уменьшаются.
1)
При перемещении ползунка реостата вправо его сопротивление увеличивается.
2)
Силовые линии ”выходят” из северного полюса и ”входят” в южным (см. рисунок):
3)
Сила тока через проводник равна силе тока в цепи, которая вычисляется по формуле:
где – ЭДС источника,
– сопротивление реостата,
– внутреннее сопротивление источника.
Так как сопротивление реостата увеличивается, то сила тока уменьшается.
4)
Ток по проводнику течет от ”+” к ”-” (см .рис. пункт 2). Для определения направления силы Ампера воспользуемся правилом левой руки. Силовые линии входят в ладонь, 4 пальца левой руки направляем вдоль силы тока, следовательно, сила Ампера направляется вверх (см .рис. пункт 2). Найдем её модуль:
где – сила тока через проводник,
– модуль вектора магнитной индукции,
– длина проводника.
Сила тока через проводник равна силе тока в цепи, которая вычисляется по формуле:
где – ЭДС источника,
– сопротивление реостата,
– внутреннее сопротивление источника.
Так как сопротивление увеличивается, то сила тока уменьшается, следовательно, уменьшается и сила Ампера.
5)
Расставим силы, действующие на проводник
где – сила натяжения нити (так как их 2, то действует
),
– сила тяжести.
Запишем второй закон Ньютона. с учетом, что проводник покоится:
Так как сила Ампера уменьшается, то сила натяжения нитей увеличивается.