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

astrosander правка от
правка #12197 предыдущая #11055 ← раньше позже →
@@ -1,11 +1,43 @@
### Условие:
$11.1.25^*.$ Проводящий диск вращается с угловой скоростью $\omega$ в однородном магнитном поле индукции $B$, перпендикулярном плоскости диска. Что покажет амперметр, включенный через сопротивление $R$? Найдите ток, если $R = 1 \,Ом$, радиус диска $r = 0.05 \,м$, $\omega = 2\pi\cdot 50 \,рад/с$, $B = 1 \,Тл$.
−![|346x240, 67%](../../img/11.1.25/statement.png)
+![К задаче $11.1.25$|452x208, 45%](../../img/11.1.25/11.1.25.png)
### Решение:
−Вычислим ЭДС индукции между центром диска $О$ и скользящим контактом $А$, воспользовавшись определением ЭДС: ${E}_{i} = \frac{A_{ст}}{q}$ где $A_{ст}$ — работа сторонних сил (в данном случае это сила Лоренца) при перемещении положительного заряда из точки $А$ в точку $О$ Обозначим через $x$ — расстояние от заряда до центра $О$. Сила Лоренца, действующая на заряд: $F_{л} = qvB = q \omega xB ( \alpha = 90^{ \circ})$ Работа силы Лоренца: $A_{ст} = \int_{0}^{r} F_{л} dx $$= \int_{r}^{0} q \omega xB dx $$= q \omega B \int_{0}^{r} xdx $$= \frac{1}{2} q \omega r^{2} B$ может быть вычислена так же элементарно с помощью разбиения отрезка $АО$ на малые участки $\Delta x_{i} = x_{i+1} - x_{i}$ вычисления работы на каждом участке $A_{i} = q \omega B \frac{x_{i+1} + x_{i}}{2} (x_{i+1} - x_{i})$ и суммирования: $A_{} = \sum A_{i} $$= \sum q \omega B \frac{x_{i+1}^{2} - x_{i}^{2}}{2} = \frac{1}{2} q \omega B r^{2}$ Получаем, подставляя: $\varepsilon_{i}= \frac{1}{2} \omega Br^{2}$ Согласно закону Ома для полной цепи: $I = \frac{ \varepsilon_{i}}{R} = \frac{ \omega Br^{2}}{2R}$
+Вычислим ЭДС индукции между центром диска $O$ и скользящим контактом $A$, воспользовавшись определением ЭДС: $${E}_{i} = \frac{A_{ст}}{q}$$
−### Ответ: $I = \omega Br^2/(2R) = 0.4 \,А$
+где $A_{ст}$ — работа сторонних сил (в данном случае это сила Лоренца) при перемещении положительного заряда из точки $A$ в точку $O$
+
+Обозначим через $x$ — расстояние от заряда до центра $O$. Сила Лоренца, действующая на заряд:
+
+$$F_{л} = qvB = q \omega xB ( \alpha = 90^{ \circ})$$
+
+Работа силы Лоренца:
+
+$$A_{ст} = \int_{0}^{r} F_{л} dx = \int_{r}^{0} q \omega xB dx $$
+
+$$A = q \omega B \int_{0}^{r} xdx = \frac{1}{2} q \omega r^{2} B$$
+
+может быть вычислена так же элементарно с помощью разбиения отрезка $AO$ на малые участки
+
+$$\Delta x_{i} = x_{i+1} - x_{i}$$
+
+вычисления работы на каждом участке
+
+$$A_{i} = q \omega B \frac{x_{i+1} + x_{i}}{2} (x_{i+1} - x_{i})$$
+
+и суммирования:
+
+$$A_{} = \sum A_{i} = \sum q \omega B \frac{x_{i+1}^{2} - x_{i}^{2}}{2} = \frac{1}{2} q \omega B r^{2}$$
+
+Получаем, подставляя:
+
+$$\varepsilon_{i}= \frac{1}{2} \omega Br^{2}$$
+
+Согласно закону Ома для полной цепи:
+
+$$I = \frac{ \varepsilon_{i}}{R} = \frac{ \omega Br^{2}}{2R}$$
+
+#### Ответ: $I = \omega Br^2/(2R) = 0.4 \,А$