Задача по физике Медный обруч расположен в плоскости магнитного меридиана (плоскость контура вертикальна и параллельна силовым линиям магнитного поля). Какова масса обруча, если заряд, прошедший через поперечное сечение обруча, равен 4.35 Кл при его повороте вокруг вертикальной оси на 120градусов? Горизонтальная составляющая магнитного поля Земли 1.9 кА/м, плотность меди 8900 кг/м3 , удельное сопротивление меди 1.7·10–8 Ом·м.
Для решения этой задачи нужно использовать формулу для вычисления индукционного электромотора (ЭДС), возникающего в проводнике при его вращении в магнитном поле.
Формула ЭДС:
[ \text{ЭДС} = B \cdot v \cdot L ] где:
(B) — магнитная индукция (Тесла),(v) — скорость проводника (м/с),(L) — длина проводника (м).
Магнитная индукция (B):
Магнитное поле связано с горизонтальной составляющей магнитного поля (H) следующим образом: [ B = \mu_0 H ] где (\mu_0) — магнитная постоянная, равная (4\pi \times 10^{-7} \, \text{Тл·м/A}).
Расчёт скорости (v):
Находим эквивалентный заряд, прошедший через обруч при его повороте. Используем связь между зарядом (Q), ЭДС ((\mathcal{E})) и сопротивлением (R): [ Q = \frac{\mathcal{E} \cdot t}{R} ] Чтобы найти (R) (сопротивление обруча), мы используем формулу: [ R = \frac{\rho \cdot L}{S} ] где:
(\rho) — удельное сопротивление меди,(L) — длина обруча (которую нужно определить),(S) — площадь поперечного сечения провода.
Длина обруча (L):
Длина обруча равна окружности: [ L = 2\pi r ] где (r) — радиус обруча.
Площадь поперечного сечения (S):
Если обруч имеет радиус (r) и нам нужно знать его диаметр: [ S = \pi \left(\frac{d}{2}\right)^2 ] где (d) — диаметр обруча.
Масса обруча:
Затем масса обруча находится по формуле: [ m = V \cdot \rho ] где (V) — объём обруча: [ V = S \cdot L ]
Полное решение:
Если у нас есть все переменные, то подставляя их во все уравнения, мы можем найти массу обруча. Для финального ответа потребуются все известные значения (включая размеры обруча), которые могут быть не указаны в задаче.
Вычисления могут быть сложными и требуют уточнения геометрических параметров обруча (радиус, диаметр).
Поскольку у нас нет всех данных (например, размера обруча), детали не могут быть представлены. Пожалуйста, уточните параметры или проверьте работу с данными.
Для решения этой задачи нужно использовать формулу для вычисления индукционного электромотора (ЭДС), возникающего в проводнике при его вращении в магнитном поле.
Формула ЭДС:
(B) — магнитная индукция (Тесла),(v) — скорость проводника (м/с),(L) — длина проводника (м).[
\text{ЭДС} = B \cdot v \cdot L
]
где:
Магнитная индукция (B):
Магнитное поле связано с горизонтальной составляющей магнитного поля (H) следующим образом:
[
B = \mu_0 H
]
где (\mu_0) — магнитная постоянная, равная (4\pi \times 10^{-7} \, \text{Тл·м/A}).
Замена значений:
[
B = (4\pi \times 10^{-7}) \cdot (1.9 \times 10^3) \approx 2.36 \times 10^{-3} \, \text{Тл}
]
Расчёт скорости (v):
(\rho) — удельное сопротивление меди,(L) — длина обруча (которую нужно определить),(S) — площадь поперечного сечения провода.Находим эквивалентный заряд, прошедший через обруч при его повороте. Используем связь между зарядом (Q), ЭДС ((\mathcal{E})) и сопротивлением (R):
[
Q = \frac{\mathcal{E} \cdot t}{R}
]
Чтобы найти (R) (сопротивление обруча), мы используем формулу:
[
R = \frac{\rho \cdot L}{S}
]
где:
Длина обруча (L):
Длина обруча равна окружности:
[
L = 2\pi r
]
где (r) — радиус обруча.
Площадь поперечного сечения (S):
Если обруч имеет радиус (r) и нам нужно знать его диаметр:
[
S = \pi \left(\frac{d}{2}\right)^2
]
где (d) — диаметр обруча.
Масса обруча:
Затем масса обруча находится по формуле:
[
m = V \cdot \rho
]
где (V) — объём обруча:
[
V = S \cdot L
]
Полное решение:
Если у нас есть все переменные, то подставляя их во все уравнения, мы можем найти массу обруча. Для финального ответа потребуются все известные значения (включая размеры обруча), которые могут быть не указаны в задаче.
Вычисления могут быть сложными и требуют уточнения геометрических параметров обруча (радиус, диаметр).
Поскольку у нас нет всех данных (например, размера обруча), детали не могут быть представлены. Пожалуйста, уточните параметры или проверьте работу с данными.