Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

RFpro.ru: Консультации по физике

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 704 RSS
←   Октябрь 2019   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31


За последние 60 дней ни разу не выходила


Открыта: 14-07-2005

Автор
Калашников О.А.

Статистика

704 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

RFpro.ru: Консультации по физике


РАССЫЛКИ ПОРТАЛА RFPRO.RU

Лучшие эксперты в разделе

Алексеев Владимир Николаевич
Статус: Мастер-Эксперт
Рейтинг: 830
∙ повысить рейтинг » 		Михаил Александров
Статус: Профессор
Рейтинг: 88
∙ повысить рейтинг » 		Лангваген Сергей Евгеньевич
Статус: Советник
Рейтинг: 69
∙ повысить рейтинг »

∙ Физика

Номер выпуска:2236
Дата выхода:16.10.2019, 17:45
Администратор рассылки:Roman Chaplinsky / Химик CH (Модератор)
Подписчиков / экспертов:128 / 65
Вопросов / ответов:3 / 3

Консультация # 196643: Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос: Квадратная проволочная рамка со стороной a и прямой проводник с током I лежат в одной плоскости. Сопротивление рамки R. Ток в проводнике уменьшится от величины I1 до I2. Найти количество электричества, протекшее в рамке. Сделать рисунок. ...
Консультация # 196644: Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе: Плоский воздушный конденсатор емкостью C = 20 нФ подключен к источнику постоянного напряжения U = 100 В. Какую минимальную работу надо совершить, чтобы вдвое увеличить расстояние между обкладками, если конденсатор зарядили и отключили от источника напряжения? ...
Консультация # 196645< /a>: Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом: 376.Чайник имеет две секции нагревательной проволоки. Время доведения до кипения определенного количества воды после включения первой или второй секции равно T1 =10 мин, T2 =20 мин. Найти время закипания того же количества воды, имеющей ту же начальную температуру после одновременного вк...

Консультация # 196643:

Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос:
Квадратная проволочная рамка со стороной a и прямой проводник с током I лежат в одной плоскости. Сопротивление рамки R. Ток в проводнике уменьшится от величины I1 до I2. Найти количество электричества, протекшее в рамке.
Сделать рисунок.

Дата отправки: 10.10.2019, 23:40
Вопрос задал: dar777 (1-й класс)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Гордиенко Андрей Владимирович (Профессионал):

Здравствуйте, dar777!

Дано: квадратная проволочная рамка и прямой проводник с током лежат в одной плоскости; a -- сторона рамки; I1, I2 -- соответственно начальный и конечный токи в проводнике; b -- расстояние от проводника до рамки; R -- сопротивление рамки.

Определить: q -- количество электричества, протёкшее в рамке за время Δt изменения тока.

Решение

Пусть прямой бесконечный проводник с током и проволочная рамка расположены в одной плоскости так, как показано на рисунке в прикреплённом файле.

При любом изменении магнитного потока Ф через поверхность, ограниченную контуром рамки, в этом контуре возникает электродвижущая сила индукции ℰi=-dФ/dt [1, с. 277]. В замкнутом контуре с сопротивлением R протекает индукционный ток Ii=ℰi/R=-(1/R)(dФ/dt) [1, с. 207] (при этом мы пренебрегаем явлением самоиндукции, считая индуктивность контура незначительной). Заряд dq, пр отекающий через любое сечение проводника за время dt, равен dq=Iidt=-dФ/R [1, с. 195]. Интегрируя последнее уравнение, получим 0∫qdq=-(1/R)Ф1∫Ф2dФ (здесь Ф1, Ф2 -- соответственно начальный и конечный потоки через поверхность, ограниченную замкнутым контуром),

q=-(Ф2-Ф1)/R. (1)

Знак "минус" в формуле (1) указывает на то, что протекавший по замкнутому контуру индукционный ток своим магнитным полем препятствовал изменению внешнего магнитного потока.

Магнитная индукция бесконечного проводника с током I в точке, расположенной на расстоянии x от проводника, определяется по формуле B=μ0I/(2πx) [1, с. 238], где μ0≈4π*10-7 Гн/м -- магнитная постоянная [1. с. 235]. Разделим поверхность, ограниченную замкнутым контуром рамки на узкие полоски шириной dx, в пределах каждой из которых магнитная индукция постоянна. Магнитный поток через такую полоску составляет dФ=ВdS=(μ0I/(2πx))(adx)=μ0Ia/(2π)(dx/x), а через всю поверхность, ограниченную замкнутым контуром рамки,
Ф=μ0Ia/(2π)b∫b+a(dx/x)=(μ0Ia/(2π))(ln(1+a/b)).

Значит,
Ф1=(μ0I1a/(2π))(ln(1+a/b));

Ф2=(μ0I2a/(2π))(ln(1+a/b));

в соответствии с формулой (1),
q=(μ0(I1-I2)a/(2πR))(ln(1+a/b)).


Ответ: (μ0(I1-I2)a/(2πR))(ln(1+a/b)).

Литература
1. Детлаф А. А., Яворский Б. М. Курс физики. -- М.: Высшая школа, 1989. -- 608 с.

Консультировал: Гордиенко Андрей Владимирович (Профессионал)
Дата отправки: 15.10.2019, 21:40
Прикреплённый файл: посмотреть » [55.8 кб]

5
Это самое лучшее решение!
-----
Дата оценки: 15.10.2019, 22:01
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю +1 одобряю!

Консультация # 196644:

Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе:
Плоский воздушный конденсатор емкостью C = 20 нФ подключен к источнику постоянного напряжения U = 100 В. Какую минимальную работу надо совершить, чтобы вдвое увеличить расстояние между обкладками, если конденсатор зарядили и отключили от источника напряжения?

Дата отправки: 11.10.2019, 03:40
Вопрос задал: dar777 (1-й класс)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт):

Здравствуйте, dar777!
Дано: Электро-ёмкость C = 20 нФ = 20·10-9 Фарад, Начальное напряжение между обкладками конденсатора U = 100 В.
Вычислить работу по удвоению расстояния м-ду обкладками.

Решение: Электро-ёмкость С плоского конденсатора с диэлектриком вычисляется по формуле :
С = ε·ε0·S / d (см учебную статью Электроёмкость. Конденсаторы Ссылка1 )
Здесь ε=1 - диэлектрическая проницаемость воздушного диэлектрика,
ε0=8,854·10-12 Ф/м - электрическая постоянная,
S - площадь каждой пластины, d - расстояние м-ду пластинами.

Заряд конденсатора q = C·U
Энергия заряженного конденсатора вычисляется по формуле W = C·U2/2

После удвоения расстояния м-ду обкладками ёмкость конденсатора C2 уменьшится:
С2 = ε·ε0·S / (2·d) = С/2
Поскольку согласно Условии задачи заряженный конденсатор "отключили от источника напряжения" перед раздвиганием пластин, то заряд на пластинах НЕ мог измениться:
q = C·U = C2·U2
Следовательно, изменилось напряжение м-ду пластинами:
U2 = C·U / C2 = 2·U
Также увеличилась Энергия конденсатора : W2 = C2·U22/2 = C·U2
Ответ : Для удвоения расстояния между пластинами заряженного конденсатора надо совершить работу
A = W2 - W = C·U2 - C·U2/2 = C·U2/2 = 1·10-4 Дж = 0,1 мДж

Решение похожей задачи см на rfpro.ru/question/196519

Консультировал: Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт)
Дата отправки: 13.10.2019, 16:04

5
Это самое лучшее решение!
-----
Дата оценки: 13.10.2019, 17:11
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю +1 одобряю!

Консультация # 196645:

Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом:
376.Чайник имеет две секции нагревательной проволоки. Время доведения до кипения определенного количества воды после включения первой или второй секции равно T1 =10 мин, T2 =20 мин. Найти время закипания того же количества воды, имеющей ту же начальную температуру после одновременного включения обеих секций, если они соединены: а) параллельно, б) последовательно. К.П.Д. чайника во всех случаях одинаков.

Дата отправки: 11.10.2019, 03:40
Вопрос задал: dar777 (1-й класс)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Гордиенко Андрей Владимирович (Профессионал):

Здравствуйте, dar777!

Дано: T1=10 мин -- время доведения до кипения определённого количества воды после включения первой секции нагревательной проволоки; T2=20 мин -- время доведения до кипения того же количества воды после включения второй секции.

Определить: а) T' -- время доведения до кипения того же количества воды после включения обеих секций, если они соединены параллельно; б) T'' -- время доведения до кипения того же количества воды, если секции соединены последовательно.

Решение

Обозначим R1, R2 -- соответственно сопротивления первой и второй секций чайника; U -- напряжение в сети; Q=U2T/R -- количество теплоты, которое требуется, чтобы довести рассматриваемое количество воды до кипения; T -- время доведения до кипения; R -- сопротивление подключенных к источнику напряжения секций. Согласно условию задачи Q=Q1=U2T1/R1, Q=Q2=U2T2/R2, T1/R1=T2/R2, R2=T2R1/T1.

1. Пусть секции соединены параллельно. Тогда для общего сопротивления R' секций имеем 1/R=1/R1+1/R2=(R1+R2)/(R1R2), R'=R1R2/(R1+R2). Количество теплоты Q=Q'=U2T'/R', откуда T'/R'=T1/R1, T'=T1R'/R1=(T1/R1)(R1R2/(R1+R2))=T1R2/(R1+R2)=(T1(T2R1/T1))/(R1+T2R1/T1)=(T2R1)/(R1(T1+T2)/T1)=T1T2/(T1+T2), то есть T 9;=10*20/(10+20)=200/30=20/3 (мин).

2. Пусть секции соединены последовательно. Тогда общее сопротивление секций R''=R1+R2. Количество теплоты Q''=U2T''/R'', откуда T''/R''=T1/R1, T''=T1R''/R1=T1(R1+R2)/R1=T1(1+R2/R1)=T1(1+(T2R1/T1)/R1)=T1(1+T2/T1)=T1+T2, то есть T''=10+20=30 (мин).

Ответ: а) 20/3=6,(6)≈6,67 мин; б) 30 мин.

Консультировал: Гордиенко Андрей Владимирович (Профессионал)
Дата отправки: 13.10.2019, 19:22

5
Это самое лучшее решение!
-----
Дата оценки: 13.10.2019, 20:15
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю +1 одобряю!

Оценить выпуск | Задать вопрос экспертам

главная страница  |  стать участником  |  получить консультацию
техническая поддержка

Дорогой читатель!
Команда портала RFPRO.RU благодарит Вас за то, что Вы пользуетесь нашими услугами. Вы только что прочли очередной выпуск рассылки. Мы старались. Пожалуйста, оцените его. Если совет помог Вам, если Вам понравился ответ, Вы можете поблагодарить автора - для этого в каждом ответе есть специальные ссылки. Вы можете оставить отзыв о работе портале. Нам очень важно знать Ваше мнение. Вы можете поближе познакомиться с жизнью портала, посетив наш форум, почитав журнал, который издают наши эксперты. Если у Вас есть желание помочь людям, поделиться своими знаниями, Вы можете зарегистрироваться экспертом. Заходите - у нас интересно!
МЫ РАБОТАЕМ ДЛЯ ВАС!
В избранное