Logo
Logo

Кольцо в магнитном поле

Разбалловка

1  3.20 Найдите максимальную скорость центра масс кольца $v_{max}$ за все время движения.

1. 1 $m\cfrac{dv}{dt}=mg-F_{L2}$ 0.30
1. 2 $F_{L1}=qv_{rot}B$ 0.20
1. 3 $v_{rot}=\omega r$ 0.20
1. 4 $m\cfrac{dv}{dt}=mg-q\omega rB$ 0.20
1. 5 $I\cfrac{d\omega}{dt}=M_{L1}$ 0.30
1. 6 $M_{L1}=qvBr$ 0.20
1. 7 $I=mr^2$ 0.20
1. 8 $v=dh/dt$ 0.20
1. 9 $I\omega=qBrh$ 0.40
1. 10 $mg=qBr\omega_0$ 0.40
1. 11 $mgh_0=\cfrac{mv^2_{max}}{2}+\cfrac{I\omega_0^2}{2}$ 0.30
1. 12 $v_{max}=\cfrac{mg}{qB}$ 0.30
2  0.80 Найдите интервал времени $\Delta t$, прошедший от начала движения до момента первого достиженя максимальной скорости центром масс кольца.

2. 1 $m\cfrac{d^2h}{dt^2}=mg-\cfrac{(qB)^2}{m}h$ 0.30
2. 2 $\omega_L=\cfrac{qB}{m}$ 0.20
2. 3 $\Delta t=\cfrac{\pi}{2\omega_L}=\cfrac{\pi m}{2qB}$ 0.30
3  0.20 Найдите максимальную высоту $h_{max}$, на которую опустится центр масс кольца за все время движения.

3. 1 $h_{max}=2h_0=\cfrac{2gm^2}{q^2B^2}$ 0.20
4  1.80 Найдите установившуся скорость центра масс кольца $v_0$ через достаточно большй промежуток времени.

4. 1 $m\cfrac{dv}{dt}=mg-F_L$ 0.30
4. 2 $F_L=BIL$ 0.20
4. 3 $L=2\pi r$ 0.20
4. 4 $\mathscr{E}=\cfrac{d\Phi}{dt}=BLv$ 0.30
4. 5 $\mathscr{E}=IR$ 0.30
4. 6 $R=\rho L/s$ 0.20
4. 7 $v_0=\cfrac{mg\rho}{2\pi r sB^2}$ 0.30
5  1.00 Зависимость силы тока в кольце $I(t)$ от времени $t$ имеет вид
$$
I(t)=A_1+B_1\exp(\gamma_1t)
$$
Определите постоянные $A_1, B_1$ и $\gamma_1$.

5. 1 $\cfrac{mR}{BL}\cfrac{dI}{dt}=mg-BIL$ 0.20
5. 2 $I(0)=0$ 0.20
5. 3 $A_1=\cfrac{mg}{2\pi rB}$ 0.20
5. 4 $B_1=-\cfrac{mg}{2\pi rB}$ 0.20
5. 5 $\gamma_1=-\cfrac{2\pi rsB^2}{m\rho}$ 0.20
6  1.00 Найдите установившееся ускорение центра масс кольца $a_0$ через достаточно большой промежуток времени.

6. 1 $\mathscr{E}-\cfrac{q}{C}=IR$ 0.30
6. 2 $C=\varepsilon_0 s/\delta$ 0.20
6. 3 $I=\cfrac{dq}{dt}$ 0.20
6. 4 $a_0=\cfrac{g}{1+\cfrac{B^2(2\pi r)^2\varepsilon_0 s}{m\delta}}$ 0.30
7  2.00 Зависимость силы тока в кольце $I(t)$ от времени $t$ имеет вид
$$
I(t)=A_2+B_2\exp(\gamma_2t)
$$
Определите постоянные $A_2, B_2$ и $\gamma_2$.

7. 1 $BL\cfrac{dv}{dt}=\cfrac{I}{C}+R\cfrac{dI}{dt}$ 0.50
7. 2 $R\cfrac{dI}{dt}=gBL-\left(\cfrac{1}{C}+\cfrac{B^2L^2}{m}\right)I$ 0.50
7. 3 $I(0)=0$ 0.10
7. 4 $A_2=\cfrac{2\pi rg\varepsilon_0 sB}{\delta\left(1+\cfrac{B^2(2\pi r)^2\varepsilon_0 s}{m\delta}\right)}$ 0.30
7. 5 $B_2=\cfrac{2\pi rg\varepsilon_0 sB}{\delta\left(1+\cfrac{B^2(2\pi r)^2\varepsilon_0 s}{m\delta}\right)}$ 0.30
7. 6 $\gamma_2=-\left(1+\cfrac{B^2(2\pi r)^2\varepsilon_0 s}{m\delta}\right)\cfrac{\delta}{2\pi r\rho\varepsilon_0}$ 0.30