Задачи › Вихревое электрическое поле, закон Фарадея

Шарик в трубке у соленоида

  1. Шарик в трубке у соленоида

    ВсОШ 2006/07, 11 кл.
    6/10

    В 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.

    Рисунок
    1. Магнитное поле исчезает за малое время, в течение которого шарик смещается на расстояние, значительно меньшее \(R_0\).

    2. Индукция магнитного поля уменьшается с постоянной скоростью \(dB/dt = -k < 0\) в течение всего времени движения шарика по трубке.

    Трением и электромагнитным действием трубки на шарик пренебречь.
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Вне 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.

    Ответ

    1) \(v = \dfrac{qB_0r^2}{2mR_0}\); 2) \(v = \sqrt{\dfrac{\pi q k r^2}{3m}}\)

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи