Расчетная задача. МКТ и Электродинамика

Все чайники включаются параллельно друг другу, поэтому на них на всех подается одинаковое напряжение, а токи складываются. Предохранитель, стоящий в цепи, допускает максимальную мощность $P=UI=110\ \text{В}\cdot 10\ \text{А}=1100\ \text{Вт}$.

Каждый чайник потребляет мощность $400\ \text{Вт}$, следовательно, максимально можно включить: $$\frac{1100}{400}=2\ \text{чайника}.$$

Ответ: 2.

Все пылесосы включаются параллельно друг к другу, поэтому на них на все подается одинаковое напряжение, а токи складываются. Предохранитель, стоящий в цепи, допускает максимальную мощность $$P=UI=220\cdot 20=4400\ \text{Вт}.$$

Каждый пылесос потребляет мощность $1400\ \text{Вт}$, следовательно, максимально можно включить: $$\frac{4400}{1400}=3\ \text{пылесоса}.$$

Ответ: 3.

На заряженную частицу электрическое поле действует силой $F=qE$, под действием которой она приобретает ускорение $a=\frac{F}{m}$.

При равноускоренном движении без начальной скорости перемещение частицы $s=\frac{at^2}{2}$.

Объединия формулы, получаем: $t=\sqrt{\frac{2sm}{qE}}=\sqrt{\frac{2\cdot 4{,}5\cdot 10^{-2}\cdot 10^{-9}}{5\cdot 10^{-13}\cdot 2\cdot 10^{5}}}=0{,}03\ \text{с}$.

Ответ: $0{,}03\ \text{с}$.

В однородном магнитном поле на проводник действует сила Ампера. Поскольку проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции, сила Ампера равна $F_A=IB$. Работа силы определяется $A=F_A\Delta x$. Согласно условию, проводник перемещают вдоль линии действия силы, а значит, сила Ампера равна: $$A=F_A\Delta x=IlB\Delta x=10\ \text{А}\cdot 0{,}1\ \text{м}\cdot 50\cdot 10^{-3}\ \text{Тл}\cdot 0{,}08\ \text{м}=0{,}004\ \text{Дж}=4\ \text{мДж}.$$ Ответ: $4\ \text{мДж}$.

Поскольку проводник расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции, величина силы Ампера определяется выражением $F_A=I\ell B$. Поскольку он переносится вдоль линии действия силы, работа сила Ампера равна $A=F_As$. Отсюда находим перемещение проводника:

$$s=\frac{A}{F_A}=\frac{A}{I\ell B} =\frac{0{,}005\ \text{Дж}}{1\ \text{А}\cdot 0{,}2\ \text{м}\cdot 50\cdot 10^{-3}\ \text{Тл}} =0{,}1\ \text{м}.$$

Ответ: $0{,}1\ \text{м}$.