Вопрос задан 13.03.2025 в 15:49. Предмет Физика. Спрашивает Гусева Наталья.

Проволочный виток, имеющий площадь поперечного сечения 10см2, разрезан в некоторой точке, и разрез включен конденсатор ёмкостью 10 мкФ. Виток помещён в однородное магнитное поле, линии индукции которого, перпендикулярны плоскости витка. Индукция магнитного поля равномерно меняется на 0,01 Тл за 0,2 с. Найдите заряд конденсатора.
Только пожалуйста с решением, а не только формулы

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Свидерская Юлия.

Чтобы решить эту задачу, начнём с анализа явлений, происходящих в контуре.

Шаг 1: Используем закон электромагнитной индукции Фарадея

Когда магнитный поток через контур изменяется, в контуре индуцируется электродвижущая сила (ЭДС). Закон Фарадея описывается формулой:

E=ΔΦΔt\mathcal{E} = -\frac{\Delta \Phi}{\Delta t}

Где:

  • E\mathcal{E} — ЭДС индукции,
  • ΔΦ=Δ(BS)\Delta \Phi = \Delta (B \cdot S) — изменение магнитного потока,
  • BB — магнитная индукция (Тл),
  • SS — площадь поперечного сечения витка (м2\text{м}^2),
  • Δt\Delta t — время изменения магнитной индукции (сс).

Подставим известные данные:

S=10см2=10104м2=103м2S = 10 \, \text{см}^2 = 10 \cdot 10^{-4} \, \text{м}^2 = 10^{-3} \, \text{м}^2 ΔB=0,01Тл,Δt=0,2с\Delta B = 0,01 \, \text{Тл}, \quad \Delta t = 0,2 \, \text{с}

Магнитный поток изменяется следующим образом:

ΔΦ=SΔB=1030,01=105Вб\Delta \Phi = S \cdot \Delta B = 10^{-3} \cdot 0,01 = 10^{-5} \, \text{Вб}

ЭДС:

E=ΔΦΔt=1050,2=5105В.\mathcal{E} = -\frac{\Delta \Phi}{\Delta t} = -\frac{10^{-5}}{0,2} = -5 \cdot 10^{-5} \, \text{В}.

Шаг 2: Найдём заряд конденсатора

После появления ЭДС в контуре, заряд на конденсаторе определяется формулой:

q=CUq = C \cdot U

Где:

  • qq — заряд на конденсаторе (Кл\text{Кл}),
  • C=10μФ=10106ФC = 10 \, \mu\text{Ф} = 10 \cdot 10^{-6} \, \text{Ф} — ёмкость конденсатора,
  • UU — напряжение на конденсаторе, которое в данном случае равно ЭДС (U=EU = \mathcal{E}).

Подставим данные:

q=CE=101065105=51010Кл.q = C \cdot \mathcal{E} = 10 \cdot 10^{-6} \cdot 5 \cdot 10^{-5} = 5 \cdot 10^{-10} \, \text{Кл}.

Ответ:

Заряд на конденсаторе:

q=51010Кл=0,5нКл.q = 5 \cdot 10^{-10} \, \text{Кл} = 0,5 \, \text{нКл}.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос