Шарик в трубке у соленоида
6/10В длинном соленоиде радиусом \(r\) создано однородное магнитное поле с индукцией \(B_0\), направленной вдоль оси \(O\) цилиндра (рис.). На расстоянии \(R_0\) от оси, перпендикулярно оси, укреплена прямолинейная трубка \(AM\) из диэлектрика. Угол \(AOM\) равен \(\alpha = \pi/3\). Длина трубки значительно меньше длины соленоида. Внутри трубки в точке \(A\) находится небольшой шарик массой \(m\) с положительным зарядом \(q\). Найдите скорость шарика в момент вылета из трубки в следующих случаях.

Магнитное поле исчезает за малое время, в течение которого шарик смещается на расстояние, значительно меньшее \(R_0\).
Индукция магнитного поля уменьшается с постоянной скоростью \(dB/dt = -k < 0\) в течение всего времени движения шарика по трубке.
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаВне соленоида вихревое электрическое поле направлено по окружностям вокруг оси и убывает как \(1/R\). В первом случае шарик получает импульс в точке \(A\) (поле там направлено вдоль трубки); во втором — работа поля вдоль трубки пропорциональна углу, под которым трубка видна из оси.
Ответ1) \(v = \dfrac{qB_0r^2}{2mR_0}\); 2) \(v = \sqrt{\dfrac{\pi q k r^2}{3m}}\)
Похожие задачи
- Падающий заряженный шарик МОШ 1960/1986, 8-11 кл.
- Виток, сложенный восьмёркой «Шаг в будущее» 2009/10, 11 кл.
- Рамка около провода с током Росатом 2018/19, 11 кл.
- Магнитный колодец IEPhO 2018/19, 8 кл.
- Восьмёрка в магнитном поле «Шаг в будущее» 2021/22, 11 кл.
- Физика индукционной плиты APhO 2024/25, 11 кл.