Задачи › Вихревое электрическое поле, закон Фарадея

Конденсатор в магнитном поле

  1. Конденсатор в магнитном поле

    ЕГЭ 2018, 11 кл.
    3/10

    Проводящий 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
    Подсказка

    Напряжение на конденсаторе равно ЭДС индукции; найдите её через производную потока по времени.

    Ответ

    \(1{,}23\cdot10^{-9}\) Дж.

    Решение

    Магнитный 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.

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи