{"id":"fizyka-2023-czerwiec-matura-stara-rozszerzona/zad/5.1","paper_id":"fizyka-2023-czerwiec-matura-stara-rozszerzona","number":"5.1","points":1,"ptype":"open","subject":"fizyka","category":"matura","year":2023,"month":"czerwiec","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 5.1. (0-1)\nWyjaśnij, dlaczego mimo działania siły 𝑭⃗⃗ poprzeczka po pewnym czasie poruszała się\nze stałą prędkością.\nvሬԦ\n𝐵ሬԦ\n𝑑\n𝑅2\n𝑅1\n𝐹Ԧ\nEFAP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 5.1. (0-1)\nZasady oceniania\n1 pkt - stwierdzenie o powstaniu siły elektrodynamicznej działającej na poprzeczkę oraz\nstwierdzenie o równoważeniu się siły zewnętrznej i siły elektrodynamicznej.\n0 pkt - rozwiązanie niepoprawne lub niepełne albo brak rozwiązania.\nPełne rozwiązanie\nSposób 1.\nNa swobodne elektrony w poruszającej się poprzeczce w polu magnetycznym (czyli de facto\nna elektrony poruszające się w polu magnetycznym) działa siła Lorentza wzdłuż poprzeczki.\nTo wywołuje przepływ prądu (indukowanego) w poprzeczce. W polu magnetycznym na\nprzewodnik z prądem (tu: poprzeczkę w której płynie prąd indukowany) działa siła\nelektrodynamiczna. Siła ta ma zwrot przeciwny do zwrotu siły zewnętrznej i równoważy ją -\ndlatego ruch porzeczki jest jednostajny.\nSposób 2.\nZgodnie z regułą Lenza prąd indukcyjny w poprzeczce płynie tak, że siła elektrodynamiczna\ndziałająca na poprzeczkę z prądem będzie równoważyć siłę zewnętrzną aby przeciwdziałać\nprzyczynie zmiany strumienia indukcji magnetycznej.\nSposób 3.\nZgodnie z założeniem o braku oporów w ruchu poprzeczki i zasadą zachowania energii,\npraca (a zatem i moc) siły zewnętrznej jest równa pracy (a zatem i mocy) prądu\nelektrycznego płynącego w obwodzie. Z kolej praca prądu płynącego w obwodzie jest równa\npracy mechanicznej przeciwko indukowanej sile elektrodynamicznej działającej na\npoprzeczkę. Stąd wynika, że siła zewnętrzna i indukowana siła elektrodynamiczna\nrównoważą się - dlatego ruch porzeczki jest jednostajny.","solution":null,"image":"img/fizyka-2023-czerwiec-matura-stara-rozszerzona/zad-5.1.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":12,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":null,"text_source":"ocr","source_label":"Fizyka · Matura · czerwiec 2023 (rozszerzona)","subject_label":"Fizyka","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 5.1. (0-1)
Wyjaśnij, dlaczego mimo działania siły 𝑭⃗⃗ poprzeczka po pewnym czasie poruszała się
ze stałą prędkością.
vሬԦ
𝐵ሬԦ
𝑑
𝑅2
𝑅1
𝐹Ԧ
EFAP-R0_100

","answer_text_html":"

Zadanie 5.1. (0-1)
Zasady oceniania
1 pkt - stwierdzenie o powstaniu siły elektrodynamicznej działającej na poprzeczkę oraz
stwierdzenie o równoważeniu się siły zewnętrznej i siły elektrodynamicznej.
0 pkt - rozwiązanie niepoprawne lub niepełne albo brak rozwiązania.
Pełne rozwiązanie
Sposób 1.
Na swobodne elektrony w poruszającej się poprzeczce w polu magnetycznym (czyli de facto
na elektrony poruszające się w polu magnetycznym) działa siła Lorentza wzdłuż poprzeczki.
To wywołuje przepływ prądu (indukowanego) w poprzeczce. W polu magnetycznym na
przewodnik z prądem (tu: poprzeczkę w której płynie prąd indukowany) działa siła
elektrodynamiczna. Siła ta ma zwrot przeciwny do zwrotu siły zewnętrznej i równoważy ją -
dlatego ruch porzeczki jest jednostajny.
Sposób 2.
Zgodnie z regułą Lenza prąd indukcyjny w poprzeczce płynie tak, że siła elektrodynamiczna
działająca na poprzeczkę z prądem będzie równoważyć siłę zewnętrzną aby przeciwdziałać
przyczynie zmiany strumienia indukcji magnetycznej.
Sposób 3.
Zgodnie z założeniem o braku oporów w ruchu poprzeczki i zasadą zachowania energii,
praca (a zatem i moc) siły zewnętrznej jest równa pracy (a zatem i mocy) prądu
elektrycznego płynącego w obwodzie. Z kolej praca prądu płynącego w obwodzie jest równa
pracy mechanicznej przeciwko indukowanej sile elektrodynamicznej działającej na
poprzeczkę. Stąd wynika, że siła zewnętrzna i indukowana siła elektrodynamiczna
równoważą się - dlatego ruch porzeczki jest jednostajny.

","solutions":[]}