Question

35 баллов 2 задачи не очень трудные кто сможет 1 решить тоже пойдёт 1. Круглая рамка с током площадью 20 см2 закреплена параллельно магнитному полю (В= 0,2 Тл), и на нее действует вращающий момент 0,6 мН•м. Рамку освободили, после поворота на 90° ее угловая скорость стала 20 с-1. Определить: 1) силу тока, текущего в рамке; 2) момент инерции рамки относительно ее диаметра. 2. Реостат сопротивлением R.2=20 Ом включен в цепь, как показано на рисунке. ЭДС батареи 4,5В, ее внутреннее сопротивление г = 0,5 Ом; сопротивление R1=10,5 Ом. Определить показания амперметра и вольтметра, когда ползунок включает: а) 0,2 сопротивления реостата; б) 0,7 сопротивления реостата.

Answer 1

Ответ на первую задачу

Answer 2

Давайте начнем с первой задачи.

Задача 1: Круглая рамка в магнитном поле

Для начала определим силу тока, текущего в рамке, используя данную информацию:

Площадь круглой рамки: A = 20 см² = 0.002 м² Магнитное поле: B = 0.2 Тл Вращающий момент: M = 0.6 мН·м = 0.6 * 10^(-3) Н·м Угловая скорость после поворота: ω = 20 с^(-1)

Момент вращения в магнитном поле создается магнитным моментом рамки (NIA, где N - число витков, I - ток, A - площадь). Момент вращения также может быть выражен как произведение магнитного момента на магнитное поле:

M = NIA * B

Мы можем выразить ток через это уравнение:

I = M / (N * A * B)

Угловая скорость после поворота также связана с угловым ускорением α и моментом инерции I рамки:

M = I * α

Угловое ускорение можно выразить через угловую скорость и время поворота:

α = ω^2 / t

где t - время поворота.

Известно, что рамка повернулась на 90°, поэтому время поворота можно рассчитать как время, за которое рамка повернула 90° при угловой скорости 20 с^(-1):

t = (90°) / ω = (90°) / (20 с^(-1)) = 4.5 с

Теперь, зная время поворота, мы можем вычислить угловое ускорение:

α = (20 с^(-1))^2 / 4.5 с = 88.89 с^(-2)

Теперь мы можем использовать второе уравнение момента вращения, чтобы найти момент инерции I рамки:

M = I * α => I = M / α = (0.6 * 10^(-3) Н·м) / (88.89 с^(-2)) ≈ 6.75 * 10^(-6) кг·м²

Теперь, когда у нас есть момент инерции, мы можем найти силу тока I, используя уравнение для момента вращения в магнитном поле:

M = NIA * B => I = M / (N * A * B) = (0.6 * 10^(-3) Н·м) / (N * 0.002 м² * 0.2 Тл)

Поскольку у нас нет информации о числе витков N, мы не можем точно рассчитать абсолютное значение силы тока, но можем выразить ее в терминах числа витков:

I = (0.6 * 10^(-3) Н·м) / (N * 0.002 м² * 0.2 Тл)

Это ответ на первую часть задачи, но для окончательного ответа нам потребуется значение числа витков N. Если это значение известно, мы сможем рассчитать силу тока I.