Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

RFpro.ru: Консультации по физике

  Все выпуски  

RusFAQ.ru: Физика


Новое направление Портала RusFAQ.ru:
MosHoster.ru - Профессиональный хостинг

РАССЫЛКИ ПОРТАЛА RUSFAQ.RU

/ НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ / Точные науки / Физика

Выпуск № 465
от 21.03.2008, 22:05

Администратор:Tigran K. Kalaidjian
В рассылке:Подписчиков: 126, Экспертов: 26
В номере:Вопросов: 11, Ответов: 12

Нам важно Ваше мнение об этой рассылке.
Оценить этот выпуск рассылки >>


Вопрос № 127534: Приветствую вас уважаемые эксперты! Помогите пожалуйста с задачей! Электрон влетает в плоский горизонтальный конденсатор параллельно его пластинам со скоростью 10^7 м/сек. Длина конденсатора 5 см. Напряженность электрического поля конденсатора 1...
Вопрос № 127535: Уважаемые эксперты, еще одна задачка!!! Ток в проводнике сопротивлением 100 Ом равномерно нарастает от 0 до 10 А в течение 30 сек. Чему равно количество теплоты, выделившееся за это время в проводнике? ...
Вопрос № 127539: Еще раз здравствуйте! Вот такая задачка! По обмотке очень короткой катушки радиусом 16 см течет ток силой 50 А. Сколько витков проволоки намотано на катушку, если напряженность магнитного поля в ее центре равна 800 А/м? Заране спасибо!!!!!!...
Вопрос № 127566: Уважаемые эксперты, просьба помочь с ещё одной задачкой!! В центре горизонтального диска сидел кузнечик массы m1 = 7 г, а на его краю -другой кузнечик массой m2 = 8 г. Диск при этом вращался без трения с некоторой угловой скоростью вокруг закрепл...
Вопрос № 127570: Здравствуйте эксперты, помогите, пожалуйста, с задачкой: Квадратная рамка из медной проволоки сечение 1 мм^2 помещена в магнитное поле, индукция которого меняется по закону B=B0*sin(wt), где B0=0.01Тл w=2pi/T и T=0.02с. Площадь рамки 25 см^2. Пло...
Вопрос № 127575: Здравствуйте эксперты, помогите, пожалуйста, с задачкой: Рамка из провода сопротивлением R=0.04 Ом равномерно вращается в однородном магнитном поле B=0.06 Тл. Ось вращения лежит в плоскости рамки и перпендикулярна линиям индукции. Площадь рамки S...
Вопрос № 127584: Добрый день премногоуважаемые эксперты-люди умные!:)помогите с задачкой:Два одинаковых плоских воздушных конденсатора ёмкостью C = 100 пФ каждый соединены в батарею последовательно. Определить, на сколько измениться ёмкость C батареи, если пространст...
Вопрос № 127587: помогите с задачкой:):Поверхностная плотность заряда бесконечно протяженной вертикальной плоскости равна 400 мкКл/м2. К плоскости на нити подвешен заряженный шарик массой 10г. Определить заряд шарика, если нить образует с плоскостью угол 30....
Вопрос № 127590: и еще одна задачка,помогите:) В проводнике за время 10с при равномерном возрастании тока от 1 до 2 А выделилось 5 кДж теплоты. Найти сопротивление проводника. ...
Вопрос № 127641: Здравствуйте эксперты, помогите пожалуйста с задачкой: Квадратная рамка из медной проволоки сечение 1 мм^2 помещена в магнитное поле, индукция которого меняется по закону B=B0*sin(wt), где B0=0.01Тл w=2pi/T и T=0.02с. Площадь рамки 25 см^2. Плоск...
Вопрос № 127643: Здравствуйте эксперты, помогите, пожалуйста, с задачкой: Рамка из провода сопротивлением R=0.04 Ом, равномерно вразается в однородном магнитном поле (B=0.6Тл) Ось вращения лежит в плоскости рамки и перпендикулярана линиям индууции. Плозадь рамки ...

Вопрос № 127.534
Приветствую вас уважаемые эксперты! Помогите пожалуйста с задачей!
Электрон влетает в плоский горизонтальный конденсатор параллельно его пластинам со скоростью 10^7 м/сек. Длина конденсатора 5 см. Напряженность электрического поля конденсатора 1000 В/см. при вылете из конденсатора электрон попадает в магнитное поле, силовые линии которого перпендикулярны силивым линиям электрического поля. Индукция магнитного поля равна 10^-2 Тл.
Нужно найти:
1) радиус винтовой траектории электрона в магнитном поле.
2) шаг винтовой линии.
Заранее большое спасибо!!!!!!!!!!!
Отправлен: 16.03.2008, 08:55
Вопрос задал: Баженов Павел Андреевич (статус: Посетитель)
Всего ответов: 1
Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Gerhard
Здравствуйте, Баженов Павел Андреевич!
Электрон влетает в плоский горизонтальный конденсатор параллельно его пластинам со скоростью 10^7 м/сек. Длина конденсатора 5 см. Напряженность электрического поля конденсатора 1000 В/см. при вылете из конденсатора электрон попадает в магнитное поле, силовые линии которого перпендикулярны силивым линиям электрического поля. Индукция магнитного поля равна 10^-2 Тл.
Нужно найти:
1) радиус винтовой траектории электрона в магнитном поле.
2) шаг винтовой линии.
Здравствуйте, Баженов Павел Андреевич!
Поскольку силовые линии поля конденсатора направлены перпендикулярно его обкладкам, а электрон влетел в конденсатор параллельно пластинам, сила Кулона со стороны поля кондесатора, направленная параллельно силовым линиям поля, будет перпендикулярна скорости электрона. Значит, электрон приобретет составляющую скорости, перпендикулярную его начальной скорости, при этом начальная компонента, перепендикулярная силовым линия м не изменится. Поскольку по условию задачи силовые линии магнитного поля перпендикулярны силовым линиям электрического поля, "начальная" компонента скорости электрона будет параллельна силовым линиям магнитного поля - назовем её Vпар. Составляющая скорости же, приобретенная электроном в конденсаторе будет перпендикулярна силовым линиям магнитного поля - назовем её Vпер.
Чтобы найти составляющую скорости Vпер электрона в момент его вылета из кондесатора воспользуемся формулой для скорости при равноускоренном движении:
l=Vпер^2/(2*a) (1)
где l=5 см - путь, равный длине конденсатора, a - ускорение, с которым двигался электрон в конденсаторе; найдем его, записав 2-ой закон Ньютона в проекциях на вертикальную ось (силой тяжести пренебрегаем):
m*a=Fк (2)
где m=9,11*10^-31 кг - масса электрона, Fk - сила Кулона, которая связана с напряженностью поля конденсатора E=1000 В/см=10^5 В/м как:
Fк=e*E (3)
где e=1,6*10^-19 Кл - заряд электрона
Решая совместно (1)-(3) получаем выражение для скорости Vпер:
Vпер=КОРЕНЬ(2*E*e*l/m) (4)
После попадания электрона в магнитное поле на него начинает действовать сила Лоренца, выражение для которой выглядит как:
Fл=e*V*B*sin(a) (5)
где B=10^-2 Тл - индукция магнитного поля, a - угол между направлением поля и скоростью - соответсвенно для компоненты Vпар сила Лоренца равна нулю (sin(0)=0), а для компоненты Vпер sin(a)=1 и:
Fл=e*Vпер*B (6)
Поскольку сила Лоренца перпендикулярна скорости Vпер, электрон будет вращаться т.е. двигаться с центростремительным ускорением. Скорость же Vпар=10^7 м/сек будет оставаться неизменной, поэтому результирующее движение электрона будет представлять собой винтовую линию.
Теперь запишем 2-ой закон Ньютона:
m*a=Fл (7)
Центростремительное ускорение a связано со скоростью Vпер как:
a=Vпер^2/R (8)
где R - искомый радиус винтовой линии
Решая совместно (6)-(8) имеем:
R=m*Vпер/(e*B) (9 )
Подставляя (4) в (9) получаем:
R=m*КОРЕНЬ(2*E*e*l/m)/(e*B) (10)
R=9,11*10^-31*КОРЕНЬ(2*10^5*1,6*10^-19*5*10^-2/9,11*10^-31)/(1,6*10^-19*2*10^-2)=11,93*10^-3 м=1,19 см
Шаг винтовой линии h равен:
h=Vпар*T (11)
где T - период обращения электрона, который можно выразить как:
T=R/Vпер (12)
Решая совместно (10)-(12) получаем:
h=Vпар*m/(e*B)=10^7*9,11*10^-31/(1,6*10^-19*2*10^-2)=2,85*10^-3 м

Ответ отредактирован по просьбе отвечавшего эксперта.
-----
∙ Отредактировал: Alexey G. Gladenyuk (*Мастер-Эксперт)
∙ Дата редактирования: 16.03.2008, 11:20

---------
По возможности пишите ответ к задаче )
Ответ отправил: Gerhard (статус: Студент)
Ответ отправлен: 16.03.2008, 10:19


Вопрос № 127.535
Уважаемые эксперты, еще одна задачка!!!
Ток в проводнике сопротивлением 100 Ом равномерно нарастает от 0 до 10 А в течение 30 сек. Чему равно количество теплоты, выделившееся за это время в проводнике?
Отправлен: 16.03.2008, 09:02
Вопрос задал: Баженов Павел Андреевич (статус: Посетитель)
Всего ответов: 1
Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович
Здравствуйте, Баженов Павел Андреевич!
Согласно закону Джоуля –Ленца количество теплоты, выделившееся в проводнике, опре-деляется по формуле:
dQ = I^2*R*dt, (1)
где I – сила тока,R – сопротивление проводника, t – время прохождения тока.
Из условия задачи следует, что ток изменяется от времени линейно: I = k*t (2)
C учетом (2) формула (1) запишется как dQ = k^2*t^2*R*dt,
k = ∆I/∆t = 10A/30c = 1/3 A/c.
Интегрируя, получим: Q = k^2*R*интеграл от tо до t1(t^2*dt,) = (1/3)*k^2*R*(t1^3 – to^3).
Вычислим количество теплоты: Q = (1/3)*(1/3А/с)^2*100Ом*(30с)^3 – 0) =
= 2700000/27=10^5Дж =100кДж.
Ответ: Количество выделившейся теплоты равно 100 кДж
Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 7-ой класс)
Ответ отправлен: 16.03.2008, 10:45
Оценка за ответ: 5
Комментарий оценки:
Спасибо!


Вопрос № 127.539
Еще раз здравствуйте! Вот такая задачка!
По обмотке очень короткой катушки радиусом 16 см течет ток силой 50 А. Сколько витков проволоки намотано на катушку, если напряженность магнитного поля в ее центре равна 800 А/м?
Заране спасибо!!!!!!!!!!!!!!!
Отправлен: 16.03.2008, 09:28
Вопрос задал: Баженов Павел Андреевич (статус: Посетитель)
Всего ответов: 1
Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Сухачев Павел Александрович
Здравствуйте, Баженов Павел Андреевич!
Индукцию магнитного поля в соленоиде можно вычислить по Закону Био-Савара-Лапласа:
dB=m0* [I*dL, R]/(4*pi*R^3); (1)
Элемент тока I*dL создает на расстоянии R магнитное поле dB.
m0=4*pi*10^-7 Гн/м – магнитная постоянная
I – ток в соленоиде
L – длина соленоида
Для короткого соленоида, состоящего из N витков, индукция магнитного поля в центре соленоида находится путем интегрирования формулы (1):
B=m0*I*L/(4*pi*R^2);
L=2*pi*R*N
B=m0*I*2*pi*R*N/(4*pi*R^2);
B=m0*I*N/(2*R);
Ответ отправил: Сухачев Павел Александрович (статус: Студент)
Ответ отправлен: 16.03.2008, 10:11
Оценка за ответ: 5
Комментарий оценки:
Спасибо большое!


Вопрос № 127.566
Уважаемые эксперты, просьба помочь с ещё одной задачкой!!
В центре горизонтального диска сидел кузнечик массы m1 = 7 г, а на его краю -другой кузнечик массой m2 = 8 г. Диск при этом вращался без трения с некоторой угловой скоростью вокруг закрепленной вертикально оси симметрии. Затем кузне-чики прыгают друг навстречу другу и меняются местами. Во сколько раз увеличится при этом угловая скорость вращения диска? Масса диска М = 6 г. Буду очень благодарен если кто поможет.
Отправлен: 16.03.2008, 13:45
Вопрос задал: Kreng (статус: Посетитель)
Всего ответов: 1
Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Gerhard
Здравствуйте, Kreng!
Когда кузнечик сидит в центре диска, его момент инерции относительно оси, проходящей через центр диска, равен нулю. Кузнечик же, сидящий на краю диска имеет момент инерции (рассматриваем его как материальную точку) равный произведению его массы m на радиус R диска:
I=m*R^2
Кроме момента инерции кузнечика есть момент инерции диска, который равен:
I=M*R^2/2
где M=6 г - масса диска. Тогда суммарный момент инерции системы, когда на краю сидел 2-ой кузнечик:
I1=m2*R^2+M*R^2/2 (1)
а когда на краю сидел 1-ый:
I2=m1*R^2+M*R^2/2 (2)
В процессе обмена кузнечиков местами выполнялся закон сохранения момента импульса:
I1*w1=I2*w2 (3)
где w1 - начальная угловая скорость, w2 - конечная. Решая совместно (1)-(3) находим отношения w2/w1:
w2/w1=(m2+M/2)/(m1+M/2)=8+3/7+3=1,1
---------
По возможности пишите ответ к задаче )
Ответ отправил: Gerhard (статус: Студент)
Ответ отправлен: 16.03.2008, 16:15
Оценка за ответ: 5
Комментарий оценки:
Очень продуктивный ответ. Большое списибо


Вопрос № 127.570
Здравствуйте эксперты, помогите, пожалуйста, с задачкой:
Квадратная рамка из медной проволоки сечение 1 мм^2 помещена в магнитное поле, индукция которого меняется по закону B=B0*sin(wt), где B0=0.01Тл w=2pi/T и T=0.02с. Площадь рамки 25 см^2. Плоскость рамки перпендикулярна по направлению магнитного поля. Найти зависимость от времени и наибольшее значение :
1)магнитного потока, пронизывающего рамку
2)ЭДС индукции, возникшей в рамке
3) силы тока, текущего по рамке
Отправлен: 16.03.2008, 13:56
Вопрос задал: Tribak (статус: 8-ой класс)
Всего ответов: 1
Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: SFResid
Здравствуйте, Tribak!
1) В общем случае магнитный поток Φ, пронизывающий рамку, равен произведению индукции на проекцию площади рамки S на плоскость, перпендикулярную к направлению магнитного поля: Φ = B*S*SIN(α) (1), где α - угол между плоскостью рамки и направлением магнитного поля. Подставив выражение для B и ω из условия, а также α = 90°, получаем: Φ = B0*S*SIN((2*π/T)*t), или, заменив B0*S = Φ0: Φ = Φ0*SIN((2*π/T)*t) (2), а подставив из условия численные значения: Φ0 = 0.01*25*10-4 = 2.5*10-5 Вб (наибольшее значение) и Φ = 2.5*10-5*SIN(314*t) (3)
2) Мгновенное значение e ЭДС индукции, возникшей в рамке равно: e = -dΦ/dt = Φ0*ω*SIN(ω*t - π/2) (4), или, учитывая, что наибольшее значение E0 ЭДС индукции, возникшей в рамке равно: E0 = Φ0*& #969; (5), получаем: e = E0*SIN(ω*t - π/2) (6), а в числах: E0 = 7.85*10-3 Вольт, e = 7.85*10-3*SIN(ω*t - π/2).
3) Сопротивление рамки r равно: r = ρ*l/s, где ρ = 1.75*10-8 Ом*м - объёмное сопротивление меди, l = 20 см = 0.2 м - длина периметра рамки, s = 1 мм2 = 10-6 м2 - поперечное сечение проволоки. r = 1.75*10-8*0.2/10-6 = 3.5*10-3 Ом. Наибольшее значение I0 силы тока, текущего по рамке равно: I0 = E0/r (7) = 7.85*10-3/3.5*10-3 = 2.24 А, а мгновенное значение i = I0*SIN(ω*t - π/2) = 2.24*SIN(ω*t - π/2).
Примечание: строго говоря, в знаменатеь (7) вместо r следовало бы подставлять полное комплексное сопротивление Z, но для его вычисления надо знать индуктивность рамки; точной формулы я не нашёл, но грубая прикидка показала, что инд уктивная составляющая не превышает 1/30 от омического сопротивления, так что ею можно пренебречь.
Ответ отправил: SFResid (статус: Профессионал)
США, Силиконовая Долина
----
Ответ отправлен: 20.03.2008, 09:29


Вопрос № 127.575
Здравствуйте эксперты, помогите, пожалуйста, с задачкой:
Рамка из провода сопротивлением R=0.04 Ом равномерно вращается в однородном магнитном поле B=0.06 Тл. Ось вращения лежит в плоскости рамки и перпендикулярна линиям индукции. Площадь рамки S=200см^2. Определить заряд Q. который потечет по рамке при изменении угла между нормалью к рамке и линиями индукции
1) от 0 до 45 градусов
2)от 45 до 90 градусов
Отправлен: 16.03.2008, 14:26
Вопрос задал: Tribak (статус: 8-ой класс)
Всего ответов: 1
Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: SFResid
Здравствуйте, Tribak!
Магнитный поток через рамку Φ = B*S*SIN(α). Ток рамки I = Eиндук/R (1), а Eиндук = -dΦ/dt = -B*S*COS(α)*dα/dt (2). С другой стороны I = dQ/dt (3). Сопоставляя (1), (2) и (3) (знак нас не интересует), получаем: Q1 = B*S*(COS(0°) - COS(45°))/R = 0.06*0.02*(1 - (√(2)/2)/0.04 = 8.79 мКл; Q2 = 0.06*0.02*(COS(45°) - COS(90°))/0.04 = 0.06*0.02*((√(2)/2 - 0)/0.04 = 21.2 мКл;
Ответ отправил: SFResid (статус: Профессионал)
США, Силиконовая Долина
----
Ответ отправлен: 21.03.2008, 09:31


Вопрос № 127.584
Добрый день премногоуважаемые эксперты-люди умные!:)помогите с задачкой:Два одинаковых плоских воздушных конденсатора ёмкостью C = 100 пФ каждый соединены в батарею последовательно. Определить, на сколько измениться ёмкость C батареи, если пространство между пластинами одного из конденсаторов заполнить парафином. Диэлектрическая проницаемость парафина ε = 2.
Отправлен: 16.03.2008, 15:22
Вопрос задал: Anonim007 (статус: Посетитель)
Всего ответов: 1
Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: SFResid
Здравствуйте, Anonim007!
Первоначальная ёмкость Cбн батареи равна: Cбн = C1*C2/(C1 + C2) = 100*100/(100 + 100) = 50 пФ. Когда пространство между пластинами конденсатора C1 заполнили парафином с диэлектрической проницаемостью ε = 2, его ёмкость увеличилась в ε раз и стала C = C1*ε = 100*2 = 200пФ, а ёмкость Cбк батареи стала: Cбк = C*C2/(C + C2) = 200*100/(200 + 100) = 66.7 пФ. Таким образом, ёмкость батареи увеличилась на: Cбк - Cбн = 66.7 - 50 = 16.7 пФ.
Ответ отправил: SFResid (статус: Профессионал)
США, Силиконовая Долина
----
Ответ отправлен: 18.03.2008, 02:57
Оценка за ответ: 5
Комментарий оценки:
еще раз спасибо!


Вопрос № 127.587
помогите с задачкой:):Поверхностная плотность заряда бесконечно протяженной вертикальной плоскости равна 400 мкКл/м2. К плоскости на нити подвешен заряженный шарик массой 10г. Определить заряд шарика, если нить образует с плоскостью угол 30.
Отправлен: 16.03.2008, 15:28
Вопрос задал: Anonim007 (статус: Посетитель)
Всего ответов: 1
Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: Gerhard
Здравствуйте, Anonim007!
На шарик действует сила Кулона со стороны плоскости, сила тяжести и сила T натяжения нити. Запишем 2-ой закон Ньютона в проекциях на ось ох, перпендикулярную плоскости и оу, параллельную ей; поскольку шарик находится в равновесии, сумма соответсвующих проекций равна нулю:
ох: T*sin(a)=Fk (1)
oy: T*cos(a)=m*g (2)
где a=30 o - угол, составляемый нитью с плоскостью, m=10 г - масса шарика, Fk - электрическая сила, действующая со стороны плоскости на заряд, которая равна:
Fk =q*E (3)
где q - искомый заряд шарика, E - напряженность поля плоскости, которая дается формулой:
E=σ/(2*ε*ε0) (4)
где ε - диэлектрическая проницаемость (примем за 1), ε0=0,885*10-11 Ф/м, σ=400 мкКл/м2 - поверхностная плотность заряда
Подставляя (4) в (3), а полученное равенство в (1) получаем:
T*sin(a)=σ*q/(2*ε*ε0) (5)
Выражая из (5) Т и подставляя в (2) выражаем q:
q=2*ε*ε0*m*g*tg(a)/σ=2*0,885*10-11*0,01*9,8*tg(30)/(400*10-6)=2,5*10-3 Кл
---------
По возможности пишите ответ к задаче )
Ответ отправил: Gerhard (статус: Студент)
Ответ отправлен: 16.03.2008, 16:59
Оценка за ответ: 5
Комментарий оценки:
Спасибо большое за подробное решение!:)


Вопрос № 127.590
и еще одна задачка,помогите:)
В проводнике за время 10с при равномерном возрастании тока от 1 до 2 А выделилось 5 кДж теплоты. Найти сопротивление проводника.

Отправлен: 16.03.2008, 15:35
Вопрос задал: Anonim007 (статус: Посетитель)
Всего ответов: 2
Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 7)

Отвечает: Скоморохов Владимир Иванович
!!!
Здравствуйте, Anonim007!
Согласно закону Джоуля –Ленца элементарное количество теплоты, выделившееся в про-воднике, определяется по формуле:
dQ = I^2*R*dt, (1)
где I – сила тока, R – сопротивление проводника, t – время прохождения тока.
В силу равномерности изменения силы тока от времени: I = k*t (2)
k – коэффициент пропорциональности, k = ∆I/∆t = 1A/10c = 0,1A/c.
C учетом (2) формула (1) запишется как dQ = k^2*t^2*R*dt,
Интегрируя, получим: Q = k^2*R*интеграл от tо до t1(t^2*dt,) = (1/3)*k^2*R*(t1^3 – 0).
Разрешим относительно R = (3*Q/(k^2*t1^3).
Вычислим сопротивление проводника:
R = (3*5*10^3Дж)/(0,01А^2*с^–2*10^3с^3) = 1500Дж/(А^2*с) =1,5кОм
Справка: 1Дж = А^2*Ом*с
Ответ: Сопротивление проводника составляет 1,5кОм.

Ответ неверный. Формула I=k*t неприменима, т.к. в нулевой момент времени ток не равен нулю.
И, как обычно, не проверяете полученный результат. Даже при начальном токе 1A за 10 с на резисторе 1кОм выделится I2R=15кДж, а у нас при большем токе выделилось втрое меньше.
Спасибо эксперту SFResid, обратившему внимание на ошибку.

-----
∙ Отредактировал: Alexandre V. Tchamaev (*Управляющий)
∙ Дата редактирования: 17.03.2008, 07:10
Ответ отправил: Скоморохов Владимир Иванович (статус: 7-ой класс)
Ответ отправлен: 16.03.2008, 19:34
Оценка за ответ: 5
Комментарий оценки:
спасибо!

Отвечает: SFResid
Здравствуйте, Anonim007!
"Равномерное возрастание тока" означает его изменение по закону: i = Iн + k*t (1), где Iн - начальное значение тока, i - текущее значение тока, t - текущее время, k - коэффициент, равный: k = (Iк - Iн)/tп (2), где Iк - конечное значение тока, tп - продолжительность протекания тока.
Согласно закону Джоуля–Ленца элементарное количество теплоты, выделившееся в проводнике с сопротивлением R за элементарный промежуток времени dt, определяется по формуле: dQ = i²*R*dt (3). Для интегрирования (3) от 0 до tп подставим туда значение i из (1): dQ = (Iн + k*t)²*R*dt = (Iн² + 2*Iн*k*t + k²*t²)*R*dt (4). Почленное интегрирование (4) и подстановка пределов t от 0 до tп даёт: Q = (Iн²*tп + Iн*k*t² + (k²*t³)/3)*R (5), а подставив значение k из (2), после преобразований: Q = (Iн² + Iн*Iк + Iк²)/3*R*tп (6). Обозначим: (Iн² + Iн*Iк + Iк²)/3 = Iэк² (7), где Iэк - "эквивалентный по нагреву ток". Тогда Q = Iэк²*R*tп (8). После подстановки цифр Iэк² = (1² + 1*2 + 2²)/3 = 7/3 А², а R = Q/(Iэк²*tп) = 5000*(3/7)/10 = 214 Ом.
Примечание: Скоморохов Владимир Иванович "упустил" при выводе влияние начального значения тока и получил нелепый результат: даже при токе 1 ампер и сопротивлении 1.5 КОм за 10 секунд выделится 15 КДж; по условию же ток всё время больше, чем 1 ампер. Во избежание подобных ошибок рекомендуется запомнить формулу (7) и в дальнейшем использовать в готовом виде. Мы ведь не доказываем теорему Пифагора каждый раз, как используем.
Ответ отправил: SFResid (статус: Профессионал)
США, Силиконовая Долина
----
Ответ отправлен: 17.03.2008, 05:18
Оценка за ответ: 5


Вопрос № 127.641
Здравствуйте эксперты, помогите пожалуйста с задачкой:
Квадратная рамка из медной проволоки сечение 1 мм^2 помещена в магнитное поле, индукция которого меняется по закону B=B0*sin(wt), где B0=0.01Тл w=2pi/T и T=0.02с. Площадь рамки 25 см^2. Плоскость рамки перпендикулярна по направлению магнитного поля. Найти зависимость от времени и наибольшее значение :
1)магнитного потока, пронизывающего рамку
2)ЭДС индукции, возникшей в рамке
3) силы тока, текущего по рамке
Отправлен: 16.03.2008, 21:29
Вопрос задал: Tribak (статус: 8-ой класс)
Всего ответов: 1
Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 3)

Отвечает: Gerhard
Здравствуйте, Tribak!
Поскольку поле однородно и перпендикулярно рамке, магнитный поток Ф можно найти по формуле:
Ф=B*S (1)
где B=B(t)=B0*sin(wt), S=25 см2=25*10-4 м2
Ф(t)=S*B0*sin(wt) (2)
Ф(t)=25*10-4*0,01*sin(2*pi*t/0,02)=25*10-6*sin(pi*t/0,01)
Максимальное значение потока будет при sin(pi*t/0,01)=1: Фmax=25*10-6 Вб
ЭДС индукции ε по закону Фарадея равна:
ε=-dФ/dt (3)
Подставляя выражение (2) для потока в (3) получаем:
ε=-B0*w*S*cos(w*t) (4)
ε=25*10-6*2*pi/0,02*cos(pi*t/0,01)
Максимальное значение ε (по модулю) будет при cos(pi*t/0,01)=1:
εmax=7,85*10-3 В
Поскольку ток в рамке создается за счет ЭДС индукции, сила тока в рамке по закону Ома находится как:
I=ε/R (5)
где R - сопротивление катушки, которое найдем как:
R=ρ*l/Sп (6)
где ρ=0,017 мкОм*м - удельное сопротивление меди, Sп=1 мм^2=10*-6 м2- площадь поперечного сечения проволоки рамки, поскольку рамка - квадратная, длину l найдем из площади S:
l=КОРЕНЬ(S)
Учитывая вышесказанное, подставляем (6) и (4) в (5):
I(t)=B0*w*S*cos(w*t)*Sп/(ρ*КОРЕНЬ(S))=B0*w*КОРЕНЬ(S)*cos(w*t)*Sп/ρ=25*10-6*2*pi*cos(pi*t/0,01)*10-6*КОРЕНЬ(25*10-4)/(7,85*10-3*0,02)
Максимальное значение будет при cos(pi*t/0,01)=1: Imax=0,115 А
---------
По возможности пишите ответ к задаче )
Ответ отправил: Gerhard (статус: Студент)
Ответ отправлен: 18.03.2008, 21:38
Оценка за ответ: 4


Вопрос № 127.643
Здравствуйте эксперты, помогите, пожалуйста, с задачкой:
Рамка из провода сопротивлением R=0.04 Ом, равномерно вразается в однородном магнитном поле (B=0.6Тл) Ось вращения лежит в плоскости рамки и перпендикулярана линиям индууции. Плозадь рамки S = 200см^2. Определить заряд Q, который потечет по рамке при изменении угла межу нормалью к рамке и линиями индукции:1) от 0 до 45 градусов 2) от 45 градусов до 90
Отправлен: 16.03.2008, 21:35
Вопрос задал: Tribak (статус: 8-ой класс)
Всего ответов: 1
Мини-форум вопроса >>> (сообщений: 0)

Отвечает: SFResid
Здравствуйте, Tribak!
Магнитный поток через рамку Φ = B*S*SIN(α). Ток рамки I = Eиндук/R (1), а Eиндук = -dΦ/dt = -B*S*COS(α)*dα/dt (2). С другой стороны I = dQ/dt (3). Сопоставляя (1), (2) и (3) (знак нас не интересует), получаем: Q1 = B*S*(COS(0°) - COS(45°))/R = 0.6*0.02*(1 - (√(2)/2)/0.04 = 87.9 мКл; Q2 = 0.6*0.02*(COS(45°) - COS(90°))/0.04 = 0.6*0.02*((√(2)/2 - 0)/0.04 = 212 мКл;
Ответ отправил: SFResid (статус: Профессионал)
США, Силиконовая Долина
----
Ответ отправлен: 17.03.2008, 08:59
Оценка за ответ: 5


Вы имеете возможность оценить этот выпуск рассылки.
Нам очень важно Ваше мнение!
Оценить этот выпуск рассылки >>

Отправить вопрос экспертам этой рассылки

Приложение (если необходимо):

* Код программы, выдержки из закона и т.п. дополнение к вопросу.
Эта информация будет отображена в аналогичном окне как есть.

Обратите внимание!
Вопрос будет отправлен всем экспертам данной рассылки!

Для того, чтобы отправить вопрос выбранным экспертам этой рассылки или
экспертам другой рассылки портала RusFAQ.ru, зайдите непосредственно на RusFAQ.ru.


Форма НЕ работает в почтовых программах The BAT! и MS Outlook (кроме версии 2003+)!
Чтобы отправить вопрос, откройте это письмо в браузере или зайдите на сайт RusFAQ.ru.


© 2001-2008, Портал RusFAQ.ru, Россия, Москва.
Авторское право: ООО "Мастер-Эксперт Про"
Техподдержка портала, тел.: +7 (926) 535-23-31
Хостинг: "Московский хостер"
Поддержка: "Московский дизайнер"
Авторские права | Реклама на портале
Версия системы: 4.72.5 от 17.03.2008
Яндекс Rambler's Top100
RusFAQ.ru | MosHoster.ru | MosDesigner.ru | RusIRC.ru
Kalashnikoff.ru | RadioLeader.ru | RusFUCK.ru

В избранное