Конденсатор в магнитном поле
3/10Проводящий плоский контур площадью \(S = 200\) см\(^2\), в который включён конденсатор ёмкостью \(C = 10\) мкФ, расположен в однородном магнитном поле так, что вектор нормали к контуру образует с вектором магнитной индукции угол \(\alpha = 60^\circ\). Изменение магнитной индукции во времени описывается уравнением \(B = 2\cdot10^{-2}\cos\dfrac{\pi t}{4}\). Определите энергию конденсатора в момент времени \(t = 2\) с. Индуктивность контура пренебрежимо мала.
Ответ: \(\underline{\qquad\qquad}\cdot10^{-9}\) Дж
▶Показать разборСкрыть разбор
ПодсказкаНапряжение на конденсаторе равно ЭДС индукции; найдите её через производную потока по времени.
Ответ\(1{,}23\cdot10^{-9}\) Дж.
РешениеМагнитный поток, пронизывающий контур: \(\Phi = BS\cos\alpha\). ЭДС индукции \(\mathcal{E}_i = -\Phi'(t) = -B'S\cos\alpha = \dfrac{1}{2}\cdot10^{-2}\,S\pi\cos\alpha\,\sin\dfrac{\pi t}{4}\). ЭДС индукции, возникающая в контуре и равномерно в нём распределённая, представляет собой напряжение на конденсаторе. Энергия конденсатора \(W = \dfrac{CU^2}{2} = \dfrac{1}{2}C\left(\dfrac{1}{2}\cdot10^{-2}\,S\pi\cos\alpha\,\sin\dfrac{\pi t}{4}\right)^2\). При \(t = 2\) с \(\sin\dfrac{\pi}{4}\cdot 2 = \sin\dfrac{\pi}{2} = 1\). Тогда \(W = \dfrac{1}{2}C\cdot10^{-4}(S\pi\cos\alpha)^2 = 1{,}23\cdot10^{-9}\) Дж.
Похожие задачи
- Ток в левой катушке (A23) ЕГЭ 2008, 11 кл.
- Катушки и ток (A23) ЕГЭ 2008, 11 кл.
- Ток в левой катушке (A23) ЕГЭ 2008, 11 кл.
- Правило Ленца (A15) ЕГЭ 2009, 11 кл.
- Правило Ленца (A15) ЕГЭ 2009, 11 кл.
- Два способа вращения рамки (А15) ЕГЭ 2010, 11 кл.