Какое количество теплоты выделяется в резисторе в течение времени, если проводящая перемычка движется с постоянной

Тема урока: Перемычка перемещается в магнитном поле

Описание: В данной задаче рассматривается ситуация, когда проводящая перемычка движется с постоянной скоростью в магнитном поле. Когда проводник движется перпендикулярно магнитному полю, возникает ЭДС индукции, которая определяется формулой:

ЭДС индукции (E) = B * l * v,

где B - индукция магнитного поля, l - длина проводника, v - скорость движения проводника.

В данном случае, проводящая перемычка, двигаясь с постоянной скоростью 0,6 м/с по двум параллельным проводникам, создает замкнутую цепь с резистором. По закону сохранения энергии, энергия теплоты, выделяемая в резисторе, равна работе электромагнитной силы, совершенной при прохождении тока через резистор. Работа электромагнитной силы (W) вычисляется по формуле:

W = I^2 * R * t,

где I - сила тока, R - сопротивление резистора, t - время.

В данной задаче дано сопротивление резистора (2 Ом), а сила тока можно выразить, используя формулу:

I = E / R,

где E - ЭДС, вычисленная ранее.

Таким образом, мы можем вычислить работу электромагнитной силы и получить количество теплоты, выделяемое в резисторе в течение времени.

Например:
Дано:
B = 1 Тл,
l = 15 см = 0,15 м,
v = 0,6 м/с,
R = 2 Ом.

1. Вычисляем ЭДС индукции (E):
E = B * l * v = 1 * 0,15 * 0,6 = 0,09 В.

2. Вычисляем силу тока (I):
I = E / R = 0,09 / 2 = 0,045 А.

3. Вычисляем работу электромагнитной силы (W):
W = I^2 * R * t.

Совет: Чтобы лучше понять это понятие, рекомендуется изучить основы электромагнетизма, закон электромагнитной индукции Фарадея и закон Ома.

Задача для проверки: Проводящая перемычка движется с постоянной скоростью 0,8 м/с в магнитном поле с индукцией 0,5 Тл. Расстояние между параллельными проводниками составляет 10 см, а сопротивление резистора равно 5 Ом. Найдите количество теплоты, выделяемое в резисторе в течение 2 секунд.

Содержание вопроса: Тепловое выделение в резисторе

Инструкция:
Когда проводящая перемычка движется по параллельным проводникам, создается электромагнитное поле, которое воздействует на перемычку, выделяя теплоту в резисторе.

В данной задаче мы должны найти количество теплоты, которое выделяется в резисторе в течение времени. Для этого воспользуемся формулой:

Q = I^2 * R * t,

где Q - количество выделенной теплоты (в джоулях), I - сила тока (в амперах), R - сопротивление резистора (в омах), t - время (в секундах).

В нашей задаче сила тока неизвестна, поэтому мы должны ее найти сначала, используя формулу:

I = B * v * d,

где B - индукция магнитного поля (в теслах), v - скорость перемычки (в метрах в секунду), d - расстояние между проводниками (в метрах).

Подставляя известные значения в эту формулу, получим:

I = 1 Тл * 0,6 м/с * 0,15 м = 0,09 А

Теперь, подставляя найденное значение силы тока в формулу для количества выделенной теплоты, получим итоговый результат:

Q = (0,09 А)^2 * 2 Ом * t = 0,0162 Ом * t.

Таким образом, количество теплоты, выделившееся в резисторе, зависит от времени и равняется 0,0162 Ом * t (в джоулях).

Демонстрация:
Найдите количество теплоты, выделяющееся в резисторе в течение 10 секунд.

Совет:
Для лучшего понимания данной задачи рекомендуется вспомнить основные законы электромагнетизма и законом Джоуля-Ленца

Практика:
Найдите количество теплоты, выделяющееся в резисторе в течение 5 секунд.