НОФ 2016, III кръг (национален), 10–12 клас — Задача 3. Електромагнитен коктейл

Национална олимпиада по физика 2016, национален кръг, тема за възрастова група 10.–12. клас · 5 април 2016 г. · 15 т.

Условие

Трите подусловия на задачата са независими. Всяко подусловие носи по 5 точки – общо 15 точки за задачата.

А) Осем еднакви точкови заряда $q$ са закрепени във върховете на куб със страна $a$. Ако един от зарядите бъде преместен в центъра на куба, както е показано на фиг. 3А, намерете:

• силата, която ще действа на заряда в центъра;

• работата, която трябва да бъде извършена за преместването на заряда в центъра. [5 т.]

Б) Дълъг прав проводник е огънат така, че огънатата част има форма на полуокръжност с радиус $R$, както е показано на фиг. 3Б. По проводника тече ток $I$ в указаната на чертежа посока.

• Получете израз за магнитната индукция $B$ в центъра на огънатата част.

• Означете на чертеж посоката на магнитната индукция. [5 т.]

В) На фиг. 3В е показана принципната схема на хидродинамичен генератор с морска вода. По канал с правоъгълно напречно сечение тече солена морска вода със скорост $v = 1\ \mathrm{m/s}$. Специфичното съпротивление на морската вода е $\rho = 0{,}2\ \Omega\cdot\mathrm{m}$. Страничните стени на канала са две успоредни метални плочи с площ $S = 5\ \mathrm{m^2}$ всяка. В целия обем на канала е създадено еднородно магнитно поле с индукция $B = 0{,}1\ \mathrm{T}$, насочено вертикално нагоре.

Пресметнете тока $I$, който ще тече в електрическата верига, ако плочите бъдат свързани накъсо с метален проводник с пренебрежимо съпротивление. [5 т.]

Отговори

Решение

---

Оригинал в Архива: NOF3_2016_10-12problems.pdf · официални решения: NOF3_2016_10-12solutions.pdf