Номер 31.11, страница 225 - гдз по физике 10-11 класс задачник Гельфгат, Генденштейн

Авторы: Гельфгат И. М., Генденштейн Л. Э., Кирик Л. А.
Тип: Задачник
Издательство: Илекса
Год издания: 2008 - 2025
Уровень обучения: профильный
Цвет обложки: красный лупа, парень едет на велосипеде
ISBN: 978-5-89237-252-7
Популярные ГДЗ в 10 классе
Упражнения. 31. Магнитное поле. Вектор магнитной индукции. Магнитное поле. Электродинамика - номер 31.11, страница 225.
№31.11 (с. 225)
Условие. №31.11 (с. 225)
скриншот условия

31.11. Кювета (широкий круглый стеклянный сосуд) с раствором медного купороса находится между полюсами сильного электромагнита (см. рисунок). В центре кюветы в раствор погружен медный электрод, соединенный с положительным полюсом источника тока, а по периметру погружено медное кольцо, соединенное с отрицательным полюсом. Что произойдет при замыкании цепи?
☑ Жидкость начнет вращаться по часовой стрелке.
Решение.В растворе потечет ток от центрального электрода к медному кольцу. На положительные и отрицательные ионы, движущиеся навстречу друг другу, со стороны магнитного поля будут действовать силы, направленные в одну сторону.
Решение. №31.11 (с. 225)
Решение
При замыкании электрической цепи между центральным электродом (анодом, "+") и внешним кольцом (катодом, "-") в растворе медного купороса ($CuSO_4$) возникает радиально направленный электрический ток.
Носителями тока в электролите являются ионы. Положительно заряженные ионы меди ($Cu^{2+}$) движутся от центрального положительного электрода к внешнему отрицательному кольцу (радиально наружу). Отрицательно заряженные сульфат-ионы ($SO_4^{2-}$) движутся в противоположном направлении — от внешнего кольца к центру (радиально внутрь).
Кювета с раствором помещена в магнитное поле, вектор индукции которого $\vec{B}$ направлен от северного полюса (N) к южному (S), то есть вертикально вверх (согласно рисунку).
На каждый движущийся ион со стороны магнитного поля действует сила Лоренца, определяемая выражением: $\vec{F_Л} = q(\vec{v} \times \vec{B})$, где $q$ — заряд иона, а $\vec{v}$ — вектор его скорости. Направление этой силы можно найти по правилу левой руки.
1. Для положительных ионов $Cu^{2+}$:
Ионы движутся от центра ($q > 0$, $\vec{v}$ направлена радиально наружу). Расположим левую руку так, чтобы четыре пальца указывали направление скорости $\vec{v}$ (от центра), а вектор магнитной индукции $\vec{B}$ входил в ладонь (направлен вверх). Тогда отогнутый на 90° большой палец укажет направление силы Лоренца $\vec{F_Л}$. Эта сила будет направлена по касательной к окружности, вызывая вращение по часовой стрелке (если смотреть сверху).
2. Для отрицательных ионов $SO_4^{2-}$:
Ионы движутся к центру ($q < 0$, $\vec{v}$ направлена радиально внутрь). Для определения направления силы Лоренца можно использовать то же правило левой руки, но из-за отрицательного заряда иона ($q < 0$) итоговое направление силы нужно будет изменить на противоположное. Расположим левую руку так, чтобы четыре пальца указывали направление скорости $\vec{v}$ (к центру), а вектор $\vec{B}$ входил в ладонь. Большой палец покажет направление против часовой стрелки. Однако, так как заряд ионов отрицательный, сила Лоренца будет направлена в противоположную сторону, то есть по часовой стрелке.
Таким образом, силы Лоренца, действующие и на положительные, и на отрицательные ионы, направлены в одну и ту же сторону — по касательной по часовой стрелке. Эти силы приводят во вращательное движение ионы, которые, в свою очередь, увлекают за собой молекулы растворителя. В результате вся жидкость в кювете начинает вращаться.
Ответ: Жидкость начнет вращаться по часовой стрелке.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10-11 класс, для упражнения номер 31.11 расположенного на странице 225 к задачнику 2008 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №31.11 (с. 225), авторов: Гельфгат (Илья Маркович), Генденштейн (Лев Элевич), Кирик (Леонид Анатольевич), профильный уровень обучения учебного пособия издательства Илекса.