Какова разность потенциалов на зажимах источника и мощность тепловых потерь в проводнике, если две параллельные шины
Какова разность потенциалов на зажимах источника и мощность тепловых потерь в проводнике, если две параллельные шины, подключенные к аккумулятору с ЭДС E0 и внутренним сопротивлением r, находятся в однородном магнитном поле с индукцией В, и проводник длиной l и сопротивлением R перемещается по шинам без нарушения контакта перпендикулярно полю со скоростью v, при условии, что сопротивление шин пренебрежимо мало?
10.12.2023 14:06
Написать свой ответ:
Разъяснение: При движении проводника в однородном магнитном поле возникает ЭДС индукции, пропорциональная скорости движения проводника и индукции магнитного поля. Это явление называется электромагнитной индукцией и описывается законом Фарадея-Нейманна-Ленца.
При движении проводника по шинам влияние магнитного поля создает силу Лоренца, направленную перпендикулярно скорости движения и магнитному полю. Эта сила создает силовое поле, которое проталкивает электроны в проводнике, вызывая предельное поле внутри проводника, что приводит к потере энергии в виде тепла. Мощность тепловых потерь может быть вычислена как произведение силы тока в проводнике на напряжение на его концах. При движении проводника по шинам, сила тока в нем равна ЭДС индукции, деленной на его сопротивление.
Разность потенциалов на зажимах источника (V) определяется разностью ЭДС и падением напряжения на внутреннем сопротивлении источника. Падение напряжения на шинах, пренебрежимо малое, поэтому V примерно равно ЭДС источника (E0).
Пример использования:
Дано: ЭДС источника (E0), внутреннее сопротивление источника (r), индукция магнитного поля (B), длина проводника (l), сопротивление проводника (R), скорость движения проводника (v).
Необходимо найти: Разность потенциалов на зажимах источника (V) и мощность тепловых потерь в проводнике (P).
1. Найти ЭДС индукции (E) по формуле E = B * l * v.
2. Найти силу тока в проводнике (I) по формуле I = E / R.
3. Найти разность потенциалов на зажимах источника (V) по формуле V = E0 - I * r.
4. Найти мощность тепловых потерь в проводнике (P) по формуле P = I^2 * R.
Совет: Для лучшего понимания данной темы, рекомендуется внимательно изучить правила Фарадея, а также связанные с ним законы электромагнитной индукции и силы Лоренца.
Дополнительное задание:
ЭДС источника (E0) равна 12 В, внутреннее сопротивление источника (r) равно 0.5 Ом, индукция магнитного поля (B) равна 0.8 Тл, длина проводника (l) равна 2 м, сопротивление проводника (R) равно 3 Ом, скорость движения проводника (v) равна 4 м/с. Найдите разность потенциалов на зажимах источника (V) и мощность тепловых потерь в проводнике (P).