Тема . Электродинамика. Магнетизм

.01 Вихревое электрическое поле

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела электродинамика. магнетизм
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#37240

Из одного куска проволоки спаяна плоская фигура (рис.), состоящая из трёх квадратов со стороной a. В один из отрезков проволоки впаян небольшой по размерам конденсатор ёмкости C  . Конструкция находится в однородном магнитном поле ⃗B  , которое перпендикулярно плоскости фигуры и увеличивается с постоянной скоростью dB ∕dt = k >  0  . Сопротивление куска проволоки длины a равно r  . Для установившегося режима определите:
1) силу и направление тока в отрезке AB  ;
2) заряд на конденсаторе Q  и знак зарядов на обкладках;
3) количество теплоты W  , выделяющееся в цепи за время τ  .
(Всеросс., 2013, финал, 11)

PIC

Показать ответ и решение

PIC

Через достаточно большое время, конденсатор зарядится так, что ток через него течь не будет, и токи во всей цепи установятся . Предположим, что токи текут так, как показано на рисунке (см. рис.). Закон Кирхгофа для контуров

AF ED  :   ξ      = 5I r + 3I r    (1)
            AFEB      1      2

AGDB    :  ξAGDB  =  5I1r + I3r     (2)

и первый закон Кирхгоа для точки D  : I1 = I2 + I3.  Из закона электромагнитной индукции Фарадея:

         d(B-⋅ 3a2-)     2                2
ξAFEB =      dt    =  3ka ,  ξAGDB  = 2ka .     (3 )

Обозначим ka2-= I0.
 r  Тогда решая систему уравнений (1), (2, (3), получим:

      9--        -8-         I0-
I1 =  23I0  I2 = 23 I0  I3 = 23

Отсюда и из условия k > 0  получаем, что ток I
 1   на участке AB  течёт от B  к A  . Рассмотрим контур AHCB  .

I r = ka2 = ξ      = I  ⋅ 3r + U
 0           AHCB     1        c

здесь UC  – напряжение между верхней и нижней обкладками конденсатора. Следовательно:

UC  = − -4ka2 ⇒  Q  = -4-Cka2
        23            23

при этом заряд верхней обкладки отрицательный, нижней положительный. Тепловая мощность в цепи равна сумме мощностей на всех проводниках:

                          26k2a4                26k2a4
N  = 5I21r + 3I22r + I23r =  -------⇒  W  = N τ =  -------τ
                           23r                   23r
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!