Задача 1. По трём длинным проводам, расположенным в одной плос- кости параллельно друг другу на расстоянии а = 3 см, текут токи 1 = 2 = (в одном направлении) и 3 = 2 (в противоположном направле- нии). Определите положение точки на прямой между двумя крайними проводниками, где напряжённость поля, создаваемого токами, равна нулю. 1 = 2 = 3 = 2 а = 3 см = 0 - ? Решение. На рисунке проводники с током перпен- дикулярны плоскости рисунка, причём токи 1 и 2 текут «от нас», а ток 3 в противоположном направ- лении, т.е. «на нас». Выберем сначала произвольно точку А, лежащую между проводниками 2 и 3. По правилу правой руки определим направления напряженности магнитного поля для каждого про- водника. Все три вектора ⃗ 1, ⃗ 2 и ⃗ 3 направлены в одну сторону, т.е. их вектор- ная сумма не может быть равна нулю. Поэтому искомая точка не может находиться между проводниками 2 и 3. Найдем направления магнит- ного поля в произвольно взятой точке В, находящейся между провод- никами 1 и 2. Так как ⃗ 1 и ⃗ 3 направлены вниз, а ⃗ 2 – вверх, то ре- зультирующая напряжённость магнитного поля может быть равна нулю, если выполняется соотношение: 1+3 = 2. (1) Так как на расстоянии от бесконечно длинного проводника напряжен- ность магнитного поля определяется по формуле = /2, то фор- мулу (1) можно записать в виде: 1 2 + 3 2(2 − ) = 2 2( − ) ,
Дано:
P = 300 Вт
m = 2 кг
τ = 10 мин = 600 сек
c = 4200 Дж/(кг×°С)
Найти:
Δt - ?
Воспользуемся формулой мощности электрического тока:
P = U²/R
отсюда сопротивление одного нагревателя равна:
R = U²/P
Далее используем формулу сохранения энергии при нагревании воды при параллельном соединений двух его спиралей:
Q = P×τ
cmΔt = U²/Rобщ × τ = 2U²/R × τ = 2P×τ (1)
Далее при формулы (1) мы найдем температуру:
cmΔt = 2Pτ ⇒ Δt = 2Pτ/cm
Далее считаем:
Δt = 2×300 Вт × 600 сек/4200 Дж/(кг×°С) × 2 кг = 600Вт × 600 сек/8400 Дж/°С = 360000 Дж/8400 Дж/°С ≈ 42,86°С ≈ 43°С
ответ: Δt = 43°С