BelPhO 2002, Областен етап, 9–11 клас — Задача 11-1

Минская городская олимпиада. ФИЗИКА. 2002 год

Условие

Ротор модели электродвигателя представляет собой прямоугольную рамку площадью $S$, содержащую $n$ витков проволоки, закрепленную на массивном основании, благодаря которому можно считать, что ротор вращается с постоянной угловой скоростью вокруг вертикальной оси, проходящей через середину рамки. Система помещается в однородное магнитное поле, вектор индукции которого направлен горизонтально.

а) Рамку подключили к источнику переменного тока, при этом сила тока в рамке изменяется по закону $i = i_0 \cos\omega_0 t$, где $i_0, \omega_0$ - известные амплитуда и частота тока. Магнитное поле постоянно, его индукция равна $B$. Определите максимальную мощность, которую может развивать данная модель двигателя.

б) Рамку отключили от источника тока и закоротили. Магнитное поле сделали переменным, изменяющимся по закону $B = B_0 \cos\omega_0 t$. Чему равна максимальная мощность двигателя в этом случае? Электрическое сопротивление рамки равно $R$, индуктивностью рамки пренебречь.

в) Рассмотрите пункт б) данной задачи, если активное сопротивление рамки пренебрежимо мало, а ее индуктивность равна $L$.

Решение

---

Оригинал в Архива: 3_etap_2002_problems.pdf · официални решения: 3_etap_2002_solutions.pdf