Присоединиться

Физика·Молекулярная физика. Электродинамика (расчетная задача)·11 класс

По горизонтально расположенным двум параллельным рельсам с пренебрежимо

Условие

Рисунок к задаче

По горизонтально расположенным двум параллельным рельсам с пренебрежимо малым сопротивлением и замкнутым на конденсатор электроёмкостью C скользит поступательно и равномерно проводящий стержень. Скорость движения стержня v=1м/сv =1 м/с Расстояние между рельсами l = 1 м. Рельсы со стержнем находятся в вертикальном однородном магнитном поле с индукцией B = 1 Тл. При этом энергия электрического поля конденсатора через достаточно большой промежуток времени W = 60 мкДж. Чему равна электроёмкость конденсатора? Рельсы закреплены на диэлектрической подложке. Критерии оценивания выполнения задания | Баллы | Приведено полное решение, включающее следующие элементы:I) записаны положения теории и физические законы, закономерности, применение которых необходимо для решения задачи выбранным способом;II) описаны все вновь вводимые в решении буквенные обозначения физических величин (за исключением обозначений констант, указанных в варианте КИМ, обозначений, используемых в условии задачи, и стандартных обозначений величин, используемых при написании физических законов);III) представлены необходимые математические преобразования и расчёты, приводящие к правильному числовому ответу (допускается решение «по частям» с промежуточными вычислениями);IV) представлен правильный ответ с указанием единиц измерения искомой величины | 2 | Правильно записаны все необходимые положения теории, физические законы, закономерности, и проведены преобразования, направленные на решение задачи, но имеется один или несколько из следующих недостатков.Записи, соответствующие пункту II, представлены не в полном объёме или отсутствуют.И (ИЛИ)В решении имеются лишние записи, не входящие в решение (возможно, неверные), которые не отделены от решения и не зачёркнуты.И (ИЛИ)В необходимых математических преобразованиях или вычислениях допущены ошибки, и (или) в математических преобразованиях/вычислениях пропущены логически важные шаги.И (ИЛИ)Отсутствует пункт IV, или в нём допущена ошибка (в том числе в записи единиц измерения величины) | 1 | Все случаи решения, которые не соответствуют вышеуказанным критериям выставления оценок в 1 или 2 балла | 0 | Максимальный балл | 2 |

Ответ

120 мкФ.

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    Решение. В проводнике, движущемся с постоянной скоростью в магнитом поле, возникает ЭДС индукции \mathcalEi=Bvlsinальфа,\mathcalE_i=B v l \sin альфа , причем в силу того, что вектора скорости и магнитной индукции перпендикулярны, sinальфа=1\sin альфа =1 Конденсатор заряжается, при этом напряжение на нем U=\mathcalEi,U=\mathcalE_i, и накапливает энергию W=CU22=C\mathcalEi22=C(Bvl)22W= \frac{CU^{2}}{2} = \frac{C\mathcalE_i^{2}}{2} = \frac{C ( B v l )^{2}}{2} Откуда находим электроемкость конденсатора: C=2W(Bvl)2=26010встепени(6)(111)2=12010встепени(6)Ф=120мкФC= \frac{2W}{( B v l )^{2}} = \frac{2 \cdot 60 \cdot 10 в степени ( - 6 )}{( 1 \cdot 1 \cdot 1 )^{2}} =120 \cdot 10 в степени ( - 6 ) Ф=120мкФ Ответ: 120 мкФ.

Осталось ещё 1 шаг — откроются после входа:

  • Полный разбор с проверкой ответа
Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «Молекулярная физика. Электродинамика (расчетная задача)»