Question

Прямолинейный проводник длиной 20 см расположен в магнитном поле с индукцией 0,05 Тл так, что он перпендикулярен силовым линиям поля. Его концы подключают к конденсатору емкостью 100 мкФ, заряженному до напряжения 200 В. Какой импульс получит проводник в результате разряда конденсатора

Answer 1

Ответ:

Дано: L=0,2 м  B=0,05 Тл  с=100*10^-6 Ф U=200 В  F*dt-?

Объяснение:

F=I*B*L*sina  sin90=1   F=I*B*L Умножим обе части уравнения на dt^: F*dt=I*B*L*dt   I*dt=q => q=c*U   F*dt=B*L*c*U=0,05*0,2*10^-4*200=2*10^-4 Н*с

Answer 2

Решение во вложении.

Ответ : 2*10^-4

Answer 3

Для определения импульса, полученного проводником в результате разряда конденсатора, мы можем использовать закон сохранения импульса.

Импульс (p) - это произведение массы (m) на скорость (v). В данном случае проводник - это электрически заряженный объект, и его масса мала по сравнению с массой элементарных частиц, поэтому можно считать массу проводника несущественной. Таким образом, нам нужно найти только скорость проводника.

Сначала определим энергию, накопленную в конденсаторе перед разрядом. Энергия в конденсаторе (E) определяется следующим образом:

E = (1/2) * C * V^2

где C - емкость конденсатора, V - напряжение на конденсаторе.

Подставим известные значения:

E = (1/2) * 100 * 10^(-6) * 200^2 E = 2 Дж (джоули)

Теперь рассмотрим, какая работа совершается проводником при разряде конденсатора. Работа (W) совершается проводником в магнитном поле при изменении магнитного потока. В данном случае, когда происходит разряд конденсатора, электрический ток начинает течь по проводнику, что создает изменяющийся магнитный поток вокруг проводника. Поскольку проводник находится перпендикулярно силовым линиям поля, магнитный поток будет изменяться, что приведет к совершению работы над проводником.

Работа (W) совершаемая над проводником равна изменению магнитного потока (Φ) умноженному на индуктивность (L) магнитного поля:

W = ΔΦ * L

Известно, что индуктивность магнитного поля равна длине проводника умноженной на индукцию магнитного поля:

L = l * B

где l - длина проводника, B - индукция магнитного поля.

Подставим известные значения:

L = 0,2 м * 0,05 Тл = 0,01 Вб (вебер)

Теперь можно найти изменение магнитного потока. Изменение магнитного потока (ΔΦ) равно начальному магнитному потоку (Φ_нач) в магнитном поле (B) умноженному на площадь петли, охватываемой проводником:

ΔΦ = Φ_нач * B * A

где A - площадь петли, охватываемой проводником. Поскольку проводник прямолинейный, его площадь петли равна нулю.

ΔΦ = 0

Таким образом, работа (W), совершенная проводником, равна нулю.

Теперь, используя закон сохранения энергии, мы можем вычислить скорость проводника (v) после разряда конденсатора:

E = (1/2) * m * v^2

где m - масса проводника.

v = √(2 * E / m)

Так как масса проводника мала, то скорость (v) после разряда будет близка к нулю.

Следовательно, импульс (p) полученный проводником в результате разряда конденсатора также будет очень маленьким и близким к нулю.