Правка раздела «Решение»
ru/11.1.9.md
+78 −1
| ### Условие: | |||
| $11.1.9.$ Квадратный замкнутый виток проволоки, длина стороны которого $b$, а сопротивление единицы длины $\rho$, проходит с постоянной скоростью $v$ зазор электромагнита. Магнитное поле в зазоре однородное, его индукция равна $B$. Считая поле вне этого зазора равным нулю, определите энергию, превратившуюся в тепло, для случаев, когда протяженность зазора $a$ в направлении движения витка меньше $b$ и больше $b$, а в перпендикулярном направлении — больше $b$. | |||
|  | |||
| @@ -6,7 +6,84 @@Условие: | |||
| ### Решение: | |||
| − |  | ||
| + | |||
| + | __Случай, когда $a>b$__ | ||
| + | |||
| + | Магнитный поток, проходящий через площадь пересечения $S(t)$, зависяющую от времени $t$ | ||
| + | |||
| + | $$ | ||
| + | \Phi(t) = B \cdot S(t) = Bbvt | ||
| + | $$ | ||
| + | |||
| + | Изменения магнитного потока за единицу времени | ||
| + | |||
| + | $$ | ||
| + | \frac{d\Phi}{dt} = Bbv | ||
| + | $$ | ||
| + | |||
| + | Возникающая ЭДС самоиндукции | ||
| + | |||
| + | $$ | ||
| + | \varepsilon_i = \left |- \frac{d\Phi}{dt} \right | = Bbv | ||
| + | $$ | ||
| + | |||
| + | Из закона Ома, возникающая сила тока составляет | ||
| + | |||
| + | $$ | ||
| + | I_i = \frac{\varepsilon_i}{R} = \frac{Bbv}{R} = \frac{Bv}{4\rho} | ||
| + | $$ | ||
| + | |||
| + | При этом энергия выделяющаяся на проводе длинной $b$ | ||
| + | |||
| + | $$ | ||
| + | Q_0 = I^2Rt = \frac{B^2vb^2}{4\rho}{,}\quad t=\frac{b}{v} | ||
| + | $$ | ||
| + | |||
| + | Учитывая, что энергия выделяется, только провода, перпендикулярные к направлению вектора скорости $\vec{v}$ и будет выделяться на данных двух проводах | ||
| + | |||
| + | $$ | ||
| + | Q_1 = 2Q_0 = \frac{B^2vb^2}{2\rho} | ||
| + | $$ | ||
| + | |||
| + | __Случай, когда $a<b$__ | ||
| + | |||
| + | Магнитный поток, проходящий через площадь пересечения $S(t)$, зависяющую от времени $t$ | ||
| + | |||
| + | $$ | ||
| + | \Phi(t) = B \cdot S(t) = Bbvt | ||
| + | $$ | ||
| + | |||
| + | Изменения магнитного потока за единицу времени | ||
| + | |||
| + | $$ | ||
| + | \frac{d\Phi}{dt} = Bbv | ||
| + | $$ | ||
| + | |||
| + | |||
| + | Возникающая ЭДС самоиндукции | ||
| + | |||
| + | $$ | ||
| + | \varepsilon_i = \left |- \frac{d\Phi}{dt} \right | = Bbv | ||
| + | $$ | ||
| + | |||
| + | Из закона Ома, возникающая сила тока составляет | ||
| + | |||
| + | $$ | ||
| + | I_i = \frac{\varepsilon_i}{R} = \frac{Bbv}{R} = \frac{Bv}{4\rho} | ||
| + | $$ | ||
| + | |||
| + | При этом энергия выделяющаяся на проводе длинной $b$ | ||
| + | |||
| + | $$ | ||
| + | Q_0 = I^2Rt = \frac{B^2vab}{4\rho}{,}\quad t=\frac{a}{v} | ||
| + | $$ | ||
| + | |||
| + | Учитывая, что энергия выделяется, только провода, перпендикулярные к направлению вектора скорости $\vec{v}$ и будет выделяться на данных двух проводах | ||
| + | |||
| + | $$ | ||
| + | Q_2 = 2Q_0 = \frac{B^2vab}{2\rho} | ||
| + | $$ | ||
| ### Ответ: | |||
| $$ | |||
| W=B^{2}vab/(2\rho),a<b;\quad W=B^{2}vb^{2}/(2\rho),a>b | |||
| $$ | |||
| ещё строк без изменений 3 | |||
| ### Условие: | ### Условие: | ||
| $11.1.9.$ Квадратный замкнутый виток проволоки, длина стороны которого $b$, а сопротивление единицы длины $\rho$, проходит с постоянной скоростью $v$ зазор электромагнита. Магнитное поле в зазоре однородное, его индукция равна $B$. Считая поле вне этого зазора равным нулю, определите энергию, превратившуюся в тепло, для случаев, когда протяженность зазора $a$ в направлении движения витка меньше $b$ и больше $b$, а в перпендикулярном направлении — больше $b$. | $11.1.9.$ Квадратный замкнутый виток проволоки, длина стороны которого $b$, а сопротивление единицы длины $\rho$, проходит с постоянной скоростью $v$ зазор электромагнита. Магнитное поле в зазоре однородное, его индукция равна $B$. Считая поле вне этого зазора равным нулю, определите энергию, превратившуюся в тепло, для случаев, когда протяженность зазора $a$ в направлении движения витка меньше $b$ и больше $b$, а в перпендикулярном направлении — больше $b$. | ||
|  |  | ||
| @@ -6,7 +6,84 @@Условие: | |||
| ### Решение: | ### Решение: | ||
|  | ||
| __Случай, когда $a>b$__ | |||
| Магнитный поток, проходящий через площадь пересечения $S(t)$, зависяющую от времени $t$ | |||
| $$ | |||
| \Phi(t) = B \cdot S(t) = Bbvt | |||
| $$ | |||
| Изменения магнитного потока за единицу времени | |||
| $$ | |||
| \frac{d\Phi}{dt} = Bbv | |||
| $$ | |||
| Возникающая ЭДС самоиндукции | |||
| $$ | |||
| \varepsilon_i = \left |- \frac{d\Phi}{dt} \right | = Bbv | |||
| $$ | |||
| Из закона Ома, возникающая сила тока составляет | |||
| $$ | |||
| I_i = \frac{\varepsilon_i}{R} = \frac{Bbv}{R} = \frac{Bv}{4\rho} | |||
| $$ | |||
| При этом энергия выделяющаяся на проводе длинной $b$ | |||
| $$ | |||
| Q_0 = I^2Rt = \frac{B^2vb^2}{4\rho}{,}\quad t=\frac{b}{v} | |||
| $$ | |||
| Учитывая, что энергия выделяется, только провода, перпендикулярные к направлению вектора скорости $\vec{v}$ и будет выделяться на данных двух проводах | |||
| $$ | |||
| Q_1 = 2Q_0 = \frac{B^2vb^2}{2\rho} | |||
| $$ | |||
| __Случай, когда $a<b$__ | |||
| Магнитный поток, проходящий через площадь пересечения $S(t)$, зависяющую от времени $t$ | |||
| $$ | |||
| \Phi(t) = B \cdot S(t) = Bbvt | |||
| $$ | |||
| Изменения магнитного потока за единицу времени | |||
| $$ | |||
| \frac{d\Phi}{dt} = Bbv | |||
| $$ | |||
| Возникающая ЭДС самоиндукции | |||
| $$ | |||
| \varepsilon_i = \left |- \frac{d\Phi}{dt} \right | = Bbv | |||
| $$ | |||
| Из закона Ома, возникающая сила тока составляет | |||
| $$ | |||
| I_i = \frac{\varepsilon_i}{R} = \frac{Bbv}{R} = \frac{Bv}{4\rho} | |||
| $$ | |||
| При этом энергия выделяющаяся на проводе длинной $b$ | |||
| $$ | |||
| Q_0 = I^2Rt = \frac{B^2vab}{4\rho}{,}\quad t=\frac{a}{v} | |||
| $$ | |||
| Учитывая, что энергия выделяется, только провода, перпендикулярные к направлению вектора скорости $\vec{v}$ и будет выделяться на данных двух проводах | |||
| $$ | |||
| Q_2 = 2Q_0 = \frac{B^2vab}{2\rho} | |||
| $$ | |||
| ### Ответ: | ### Ответ: | ||
| $$ | $$ | ||
| W=B^{2}vab/(2\rho),a<b;\quad W=B^{2}vb^{2}/(2\rho),a>b | W=B^{2}vab/(2\rho),a<b;\quad W=B^{2}vb^{2}/(2\rho),a>b | ||
| $$ | $$ | ||
| ещё строк без изменений 3 | |||