Найдите количество выделяющейся теплоты в резисторе, когда массивный медный диск радиусом 20 см вращается в однородном

Тема занятия: Выделение теплоты в резисторе при вращении медного диска в магнитном поле

Пояснение: При вращении медного диска в однородном магнитном поле происходит электромагнитная индукция, что вызывает появление электрического тока в резисторе. При прохождении тока через резистор выделяется теплота, которая определяется законом Джоуля-Ленца.

Дано:
- Радиус диска (r) = 20 см = 0.2 м
- Индукция магнитного поля (B) = 0.1 Тл
- Частота вращения диска (f) = 2 Гц
- Сопротивление резистора (R) = 2 Ом
- Количество оборотов (n) = 100

Формула для расчета теплоты (Q), выделяющейся в резисторе, при прохождении тока через него:

Q = I^2 * R * t

где I - сила тока, t - время.

Чтобы найти ток (I), мы можем использовать формулу:

I = e * f

где e - ЭДС индукции (электродвижущая сила) или скорость изменения магнитного потока сквозь спиральную катушку (закон Фарадея).

В данной задаче ЭДС индукции (e) равна произведению индукции магнитного поля (B) на площадь, охватываемую контуром, и на изменение магнитного потока (ΔФ):

e = B * π * r^2 * ΔФ/dt.

Подставляя полученные значения, можно найти теплоту (Q), выделяющуюся в резисторе.

Например:
Используем формулу для нахождения теплоты в резисторе при вращении диска с 100 оборотами:

Q = (I^2) * R * t

Q = (e * f)^2 * R * t

Совет: Для лучшего понимания задачи, вы можете изучить законы электромагнетизма, закон Джоуля-Ленца и закон Фарадея. Также не забудьте использовать правильные единицы измерения в расчетах. В данном случае, измерения осуществляются в метрах, теслах, омах и секундах.

Задание для закрепления:
Найдите количество выделяющей в резисторе теплоты, если диск совершает 50 оборотов вокруг оси, а все остальные значения остаются неизменными.