У мережу напругою 120в увімкнено електриний чайник і настільну лампу.Опір спіралі чайника-22 Ом,опір нритки розжарювання лампи-240 Ом,Визначте силу струму в кожному провіднику.
Опыт 1 (рис. 179, а). Если в замкнутый на гальванометр соленоид вдвигать или выдвигать постоянный магнит, то в моменты его вдвигания или выдвигания наблюдается отклонение стрелки гальванометра (возникает индукционный ток); направления отклонений стрелки при вдвигании и выдвигании магнита противоположны. Отклонение стрелки гальванометра тем больше, чем больше скорость движения магнита относительно катушки. При изменении полюсов магнита направление отклонения стрелки изменится. Для получения индукционного тока магнит можно оставлять неподвижным, тогда нужно относительно магнита передвигать соленоид.
Опыт II. Концы одной из катушек, вставленных одна в другую, присоединяются к гальванометру, а через другую катушку пропускается ток. Отклонение стрелки гальванометра наблюдается в моменты включения или выключения тока, в моменты его увеличения или уменьшения или при перемещении катушек друг относительно друга (рис. 179, б). Направления отклонений стрелки гальванометра также противоположны при включении и выключении тока, его увеличении и уменьшении, сближении . и удалении катушек. Обобщая результаты своих многочисленных опытов, Фарадей пришел к выводу, что индукционный ток возникает всегда, когда происходит изменение сцепленного с контуром потока магнитной индукции. Например, при повороте в однородном магнитном поле замкнутого проводящего контура в нем также возникает индукционный ток. В данном случае индукция магнитного поля вблизи проводника остается постоянной, а меняется только поток магнитной индукции через площадь контура. Опытным путем было также установлено, что значение индукционного тока совершенно не зависит от изменения потока магнитной индукции, а определяется лишь скоростью его изменения (в опытах Фарадея также доказывается, что отклонение стрелки гальванометра (сила тока) тем больше, чем больше скорость движения магнита, или скорость изменения силы тока, или скорость движения катушек).
Открытие явления электромагнитной индукции имело большое значение, так как была доказана возможность получения электрического тока с магнитного поля. Этим была установлена взаимосвязь между электрическими и магнитными явлениями, что послужило в дальнейшем толчком для разработки теории электромагнитного поля.
Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся некоторые физические законы и формулы.
1. Закон сохранения момента импульса:
Момент импульса тела остается постоянным, если на тело не действуют внешние моменты.
2. Формула для момента инерции диска:
Момент инерции диска относительно оси вращения равен половине произведения массы диска на квадрат его радиуса.
3. Формула для момента инерции точки:
Момент инерции точки относительно оси вращения равен произведению массы точки на квадрат расстояния от точки до оси вращения.
Теперь рассмотрим решение задачи:
Пусть угловое ускорение блока будет равно α.
1. Определим момент инерции диска:
Момент инерции диска относительно его диаметра равен половине произведения массы диска на квадрат радиуса.
Масса диска: 100 г = 0.1 кг
Радиус диска: 10 см = 0.1 м
Тогда момент инерции диска:
I_диск = (1/2) * (масса_диска * радиус_диска^2) = (1/2) * (0.1 * 0.1^2) = 0.005 кг * м^2
2. Определим момент инерции грузов:
Момент инерции груза относительно его оси вращения (ось, к которой привязана нить) равен произведению его массы на квадрат расстояния от груза до оси вращения.
Масса первого груза: 200 г = 0.2 кг
Расстояние первого груза от оси вращения: радиус диска = 0.1 м
Момент инерции первого груза:
I_1 = масса_груза * (расстояние_1^2) = 0.2 * 0.1^2 = 0.002 кг * м^2
Масса второго груза: 250 г = 0.25 кг
Расстояние второго груза от оси вращения: радиус диска = 0.1 м
Момент инерции второго груза:
I_2 = масса_груза * (расстояние_2^2) = 0.25 * 0.1^2 = 0.0025 кг * м^2
Значит, блок не будет иметь углового ускорения и остается неподвижным.
5. Движение грузов:
Так как грузы свободные (нет внешних сил, действующих на них), их движение будет инерционным.
Угловое ускорение грузов будет равно нулю.
То есть, грузы будут двигаться по инерции без какого-либо ускорения.
Таким образом, вращающийся блок неподвижен, а грузы двигаются без ускорения.
Опыт 1 (рис. 179, а). Если в замкнутый на гальванометр соленоид вдвигать или выдвигать постоянный магнит, то в моменты его вдвигания или выдвигания наблюдается отклонение стрелки гальванометра (возникает индукционный ток); направления отклонений стрелки при вдвигании и выдвигании магнита противоположны. Отклонение стрелки гальванометра тем больше, чем больше скорость движения магнита относительно катушки. При изменении полюсов магнита направление отклонения стрелки изменится. Для получения индукционного тока магнит можно оставлять неподвижным, тогда нужно относительно магнита передвигать соленоид.
Опыт II. Концы одной из катушек, вставленных одна в другую, присоединяются к гальванометру, а через другую катушку пропускается ток. Отклонение стрелки гальванометра наблюдается в моменты включения или выключения тока, в моменты его увеличения или уменьшения или при перемещении катушек друг относительно друга (рис. 179, б). Направления отклонений стрелки гальванометра также противоположны при включении и выключении тока, его увеличении и уменьшении, сближении . и удалении катушек. Обобщая результаты своих многочисленных опытов, Фарадей пришел к выводу, что индукционный ток возникает всегда, когда происходит изменение сцепленного с контуром потока магнитной индукции. Например, при повороте в однородном магнитном поле замкнутого проводящего контура в нем также возникает индукционный ток. В данном случае индукция магнитного поля вблизи проводника остается постоянной, а меняется только поток магнитной индукции через площадь контура. Опытным путем было также установлено, что значение индукционного тока совершенно не зависит от изменения потока магнитной индукции, а определяется лишь скоростью его изменения (в опытах Фарадея также доказывается, что отклонение стрелки гальванометра (сила тока) тем больше, чем больше скорость движения магнита, или скорость изменения силы тока, или скорость движения катушек).
Открытие явления электромагнитной индукции имело большое значение, так как была доказана возможность получения электрического тока с магнитного поля. Этим была установлена взаимосвязь между электрическими и магнитными явлениями, что послужило в дальнейшем толчком для разработки теории электромагнитного поля.