Darmowe konto pozwoli wrócić do niego później.
Informacja do zadań 5.1–5.3.
Dwa miedziane pręty umieszczono równolegle w płaszczyźnie poziomej. Odległość pomiędzy tymi prętami wynosiła d = 0,05 m. Pręty były unieruchomione, a do ich końców podłączono amperomierz. Oba pręty znajdowały się w obszarze jednorodnego pola magnetycznego. Wektor indukcji magnetycznej tego pola miał wartość B = 0,8 T i był zwrócony prostopadle przed płaszczyznę rysunku – zwrot B⃗ oznaczono symbolem ⊙. Obszar pola magnetycznego oznaczono na rysunku prostokątem obramowanym linią przerywaną.

Na prętach, prostopadle do obu z nich, w obszarze jednorodnego pola magnetycznego położono aluminiową poprzeczkę. Następnie poprzeczkę przesuwano w lewo, działając na nią stałą siłą zewnętrzną F⃗ w kierunku poziomym. W wyniku tego poprzeczka poruszała się ze stałą prędkością o wartości v = 2 m/s. W czasie, gdy poprzeczka poruszała się w ten sposób, amperomierz wskazywał natężenie prądu równe I = 2 A. Całkowity opór elektriczny obwodu oznaczono na rysunku jako R.
Darmowe konto pozwoli wrócić do niego później.
Do analizy zagadnienia przyjmij model zjawiska, w którym:
• pomijamy pole magnetyczne wytworzone przez prąd płynący w obwodzie
• pomijamy siłę tarcia pomiędzy poprzeczką a prętami
• pomijamy opór elektryczny obu prętów i poprzeczki, a uwzględniamy łączny opór amperomierza oraz przewodów łączących amperomierz z prętami.
Polecenie
Oblicz całkowity opór elektryczny R obwodu.
Wyprowadzimy wzór na napięcie indukowane na końcach poprzeczki:
Sposób 1 (z definicji napięcia):
U = W/q = FLd/q = qvBd/q = vBd
Sposób 2 (prawo Faradaya):
U = |ΔΦB/Δt| = BΔS/Δt = BdΔx/Δt = Bdv
Zastosowanie związku między napięciem, oporem i natężeniem:
U = IR → R = U/I
R = vBd/I = (2 m/s · 0,8 T · 0,05 m) / 2 A = 0,04 Ω
prawidłowa metoda obliczenia całkowitego oporu elektrycznego obwodu oraz podanie prawidłowego wyniku wraz z jednostką.
prawidłowe wyprowadzenie lub zapisanie wzoru na indukowane napięcie elektryczne pomiędzy końcami poruszającej się poprzeczki oraz wykorzystanie związku między napięciem a oporem i natężeniem prądu, łącznie z prawidłową identyfikacją wielkości.
prawidłowe wyprowadzenie lub zapisanie wzoru na indukowane napięcie elektryczne pomiędzy końcami poruszającej się poprzeczki LUB skorzystanie ze związku między napięciem a oporem i natężeniem prądu oraz identyfikacja napięcia jako siły elektromotorycznej indukowanej (wystarczy np. zapis ℰind = IR lub U = IR i U = ℰind).
Alternatywne podejście: zastosowanie zasady zachowania energii (praca mechaniczna równa pracy elektrycznej: Fv = I²R, co prowadzi do Iv·B·d = I²R, stąd R = vBd/I).
Ocena według schematu punktowania CKE, zwykle w 15–30 s
Dowiedz się, ile punktów naprawdę zdobywasz. Zrób zdjęcie kartki albo wklej odpowiedź: Maturownik+ porówna ją ze schematem punktowania, policzy punkty i wytłumaczy, gdzie i dlaczego je tracisz.