Консультация № 178594
23.05.2010, 17:54
43.11 руб.
0 2 1
Здравсвуйте!
Помогите, пожалуйста, решить задачу, обязательно используя при решении закон электромагнитной индукции:

Обсуждение

давно
Модератор
156417
2175
23.05.2010, 21:37
общий
это ответ
Здравствуйте, Antonr.
Анализируем ответ на вопрос 177818 с учётом условия про индукцию.

В первом случае
а) магнитное поле отсутствует. Рассматриваем центробежную силу (в инерциальной системе отсчёта ей соответствует неуравновешенная сила, создающая центростремительное ускорение).
Fц=m*ац=m*[$969$]2*r
Сила, с которой на электрон действует электрическое поле
Fe=e*dU/dr=Fц
dU=m*[$969$]2*r*dr/e
U=0a[$8747$]m*[$969$]2*r*dr/e=m*[$969$]2*a2/2e=
=9,11*10-31кг*(2*п*1000/60 с[sup]-1[/sup])2*(0,25м)2/(2*1,6*10-19Кл)=1,95*10-9 В

об индукции речь не идёт, поскольку практически нет магнитного поля, а механические эффекты (инерцию) через индукцию вряд ли можно эффективно описать.

Во втором случае
б) рассматриваем только силу Лоренца, действующую на электроны диска со стороны магнитного поля (она будет многократно превосходить центробежную силу)
FЛ=e*B*v=e*B*[$969$]*r
Fe=e*dU/dr=FЛ
dU=B*[$969$]*r*dr
U=0a[$8747$]B*[$969$]*r*dr=B*[$969$]*r2/2=
=0,01Тл*(2*п*1000/60)с[sup]-1[/sup]*(0,25м)2/2=0,0327 В

возможно рассмотрение системы с другой стороны:
рассмотрим отрезок, являющиейся радиусом диска. ЭДС индукции в нём равен магнитному потоку, который пересекается радиусом в еденицу времени
U=dФ/dt=B*dS/dt
где dS/dt - площадь сектрора круга, описываемого радиусом за еденицу времени. При равномерном вращении dS/dt=S/t
За время t=2п/[$969$] радиус описывает весь круг площадью S=пr2.
То есть S/t=пr2/(2п/[$969$])=[$969$]r2/2
Следовательно, U=dФ/dt=B*dS/dt=B*S/t=B*[$969$]*r2/2
Что и требовалось доказать, результат совпадает.
давно
Модератор
156417
2175
23.05.2010, 21:50
общий
Извиняюсь за небольшое недоразумение Не заметил сразу, что Вы и есть автор того вопроса (частенько бывает, что одна и та же задача по несколько раз приходит от разных клиентов).
Представил в ответе вариант решения второй части задачи через индукцию. Первый случай к индукции отношения всё равно не имеет (можно, конечно, попрбовать описать магнитное поле, создаваемое движнием перераспределённого заряда, но оно будет иметь в данной системе лишь вторичную роль).
Форма ответа