Правка разделов «Условие», «Решение», «Ответ»

astrosander правка от
правка #11944 предыдущая #10868 ← раньше позже →
@@ -1,9 +1,61 @@
### Условие:
$11.1.3.$ Металлический брусок, размеры которого $a×b×c$ ($b \ll a, c$), движется со скоростью $v$ в магнитном поле индукции $B$ так, как показано на рисунке. Найдите разность потенциалов между боковыми сторонами бруска и поверхностную плотность зарядов на них.
+![К задаче $11.1.3$|502x309, 45%](../../img/11.1.3/11.1.3.png)
+
### Решение:
−![|640x222, 67%](../../img/11.1.3/1113.jpg)
+![|1726x1063, 40%](../../img/11.1.3/Picture2.svg)
−### Ответ: $V = vbB;$ $\sigma = \varepsilon_0vB$
+Как мы показали в [11.1.2](/ru/11.1.2), когда металлический брусок движется со скоростью \(v\) в магнитном поле \(B\), в нём возникает электромагнитная индукция. Электрическое поле, индуцированное внутри бруска, равно:
+
+$$
+E = vB \quad (1)
+$$
+
+Разность потенциалов между боковыми сторонами бруска можно найти через это электрическое поле:
+
+$$
+U=bE=vBb\quad(2)
+$$
+
+Так как \(b \ll a, c\), металлический брусок можно рассматривать как плоский конденсатор. Его ёмкость выражается через площадь боковой поверхности \(S = a \cdot c\):
+
+$$
+C = \frac{\varepsilon_0S}{b}\quad(3)
+$$
+
+Используем определение заряда через ёмкость и напряжение:
+
+$$
+q = CU\quad(4)
+$$
+
+Находим $\sigma$ по определению поверхностной плотности заряда, разделив заряд $q$ на площадь боковой поверхности металлического бруска $a\times c$
+
+$$
+\sigma = \frac{q}{S} = \frac{CU}{S}=\frac{\varepsilon_0U}{b}\quad(5)
+$$
+
+Электрическое поле внутри бруска также можно выразить через поверхностную плотность заряда \(\sigma\):
+
+$$
+E=\frac{\sigma}{\varepsilon_0}=\frac{U}{b}\quad(6)
+$$
+
+Подставляя \(\sigma = \varepsilon_0 E\) из $(6)$ в $(1)$, получаем:
+
+$$
+\sigma = \varepsilon_0 E = \varepsilon_0vB\quad(7)
+$$
+
+Приравнивания $(1)$ и $(6)$ получаем
+
+$$
+E=\frac{U}{b}=vB\Rightarrow\boxed{ U=vbB}\quad(8)
+$$
+
+### Ответ:
+
+$$V = vbB;\quad\sigma = \varepsilon_0vB$$