Processing math: 70%

Условие задачи:

С какой угловой скоростью надо вращать прямой проводник длиной 20 см вокруг оси, проходящей на расстоянии 5 см от его конца перпендикулярно проводнику, в плоскости, перпендикулярной линиям индукции однородного магнитного поля с магнитной индукцией 0,2 Тл, чтобы в проводнике возникала ЭДС 0,3 В?

Задача №8.4.66 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

l=20 см, a=5 см, B=0,2 Тл, Ei=0,3 В, ω?

Решение задачи:

Схема к решению задачиВ данном случае ЭДС индукции в стержне Ei, вращающемся в магнитном поле, нужно определять по такой формуле:

Ei=Bυl(1)

В этой формуле B — индукция магнитного поля, υ — скорость центра масс стержня (т.е. скорость середины проводника), l — длина стержня.

На рисунке показано распределение скоростей точек стержня, например, υк1 и υк2  — это скорости концов стержня. Очевидно, что точка стержня, находящаяся на оси вращения, имеет нулевую скорость. В этой задаче важно понять, что в формуле (1) используется именно скорость середины стержня υ.

Скорость центра масс стержня υ легко найти по формуле:

\upsilon = \omega \left( {\frac{l}{2} — a} \right)

\upsilon = \frac{{\omega \left( {l — 2a} \right)}}{2}\;\;\;\;(2)

Подставим выражение (2) в формулу (1):

{{\rm E}_i} = \frac{{B\omega l\left( {l — 2a} \right)}}{2}

Откуда угловая скорость \omega равна:

\omega = \frac{{2{{\rm E}_i}}}{{Bl\left( {l — 2a} \right)}}

Подставим данные задачи в эту формулу и посчитаем численный ответ:

\omega = \frac{{2 \cdot 0,3}}{{0,2 \cdot 0,2 \cdot \left( {0,2 — 2 \cdot 0,05} \right)}} = 150\;рад/с

Ответ: 150 рад/с.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Смотрите также задачи:

8.4.65 Два параллельных замкнутых на одном конце провода, расстояние между которыми 50 см
8.4.67 Тонкий медный провод массой 1 г согнут в виде квадрата, и концы его замкнуты
8.4.68 Квадратная рамка со стороной 20 см расположена в магнитном поле так

Пожалуйста, поставьте оценку
( 2 оценки, среднее 5 из 5 )
Вы можете поделиться с помощью этих кнопок:
Комментарии: 5
  1. Аноним

    «Да, верно»
    Совсем даже не верно…
    Иначе летающим самолетам не нежны устройства, с помощью которых стекают заряды..

  2. Аноним

    omega = 2 * epsilon / (B * ((l-a)^2+a^2)

  3. Аноним

    что-то с решением не есть верно…
    Если длина l = 2 R, и a = R
    то угловая скорость (по Вашему решению) = бесконечности…
    Оч! странно…

    и причем тут скорость центра масс?…

    Площадь секторов для любого момента времени
    S1 = (l-a)^2 / 2 * omega * t
    S2 = a^2 / 2 * omaga * t

    Ответ:
    omega = 2 eosipon / (B * ((l-a)^2+a^2)

  4. Максим

    То есть, если бы ось вращения проводника проходила через его середину, то разность потенциалов на концах была бы нулевой?

    1. Easyfizika (автор)

      Да, верно

Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: