НЕСФ 2003, 11–12 клас — Задача 3

МИНИСТЕРСТВО НА ОБРАЗОВАНИЕТО И НАУКАТА. Национално есенно състезание по физика. Стара Загора, 28 – 30 ноември 2003 г. Тема за 11. – 12. клас · 28 ноември 2003 г. · 10 т.

Условие

На фиг. 3 е показан модел на линеен електродвигател. Той се състои от две хоризонтални метални релси, разположени на разстояние $l$ една от друга, към които е свързан акумулатор с постоянно ЕДН $\varepsilon$. Товарът с тегло $P$ е окачен към лека метална пръчка, която се хлъзга по релсите без триене. Цялата система се намира в еднородно магнитно поле с индукция $B$, насочена вертикално нагоре. Скоростта, с която се издига товарът се контролира чрез промяна на съпротивлението $R$ на реостата, свързан между една от релсите и източника.

а) Към коя от релсите, 1 или 2, трябва да бъде свързан положителният полюс на източника така, че товарът да се издига нагоре? Обосновете отговора си и го пояснете с чертеж [2 т.]

б) Какъв ток трябва да тече по релсите, за да може товарът да се издига с постоянна скорост? [3 т.]

в) Колко трябва да бъде съпротивлението $R$ на реостата така, че товарът да се издига със зададена постоянна скорост $v$? Колко е максималната скорост $v_{\mathrm{max}}$, с която може да се издига товарът? [5 т.]

Приемете, че съпротивлението на релсите, подвижната пръчка и вътрешното съпротивление на източника са пренебрежимо малки. Нишката, на която е окачен товарът е лека, неразтеглива и се движи без триене в макарата.

Решение

---

Оригинал в Архива: esenni_2003_11-12problems.pdf