Тема . №25 Электродинамика (Расчетная задача высокого уровня сложности)

.20 Задания СтатГрада

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №25 электродинамика (расчетная задача высокого уровня сложности)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#120653

Для измерения модуля индукции B  постоянного магнитного поля иногда применяют магнитометр с вращающейся с известной частотой ν  маленькой катушкой с известным числом витков N  и площадью витка S  , которую помещают в исследуемую область поля. К катушке через скользящие контакты подключают измерительную цепь (см. рисунок), состоящую из последовательно соединенных идеального диода Д и конденсатора ёмкостью C  , к которому подключён параллельно почти идеальный вольтметр V  с достаточно большим сопротивлением. Объясните, как должна располагаться ось OO ′ вращения катушки относительно вектора  ⃗
B  поля (например, создаваемого постоянным магнитом М), чтобы можно было правильно найти величину B  . Что будет показывать вольтметр в случае, когда ν = 80  Гц, N = 100  , S = 25  мм2, а B = 0,64  Тл?

PIC

Источники: Статград 09.12.2022 Физика 2

Показать ответ и решение

Измерения магнитной индукции происходит следующим образом: 1) Когда катушка вращается в магнитном поле, в ней по закону электромагнитной индукции возникает переменная ЭДС индукции:

     dΦ
𝜀= − dt ,

где Φ = BNScos(𝜃+ φ)  - магнитный поток через катушку;
𝜃 =2πνt  - угол между нормалью к площади и вектором магнитной индукции ⃗B  ;
φ  - угол, определяющий начальное расположение между нормалью к площади и вектором магнитной индукции B⃗ .
2) Тогда ЭДС индукции будет равно

𝜀(t)= 2πνBNSsin (2π νt+φ).

И в цепи будет возникать соответствующий ток.
3) Диод пропускает ток только в одну сторону (только положительные полуволны ЭДС).
4) Конденсатор заряжается до амплитудного значения положительной части ЭДС

𝜀max = 2π νBNSsin(φ).

5) Вольтметр измеряет напряжение на конденсаторе — по сути, амплитуду ЭДС.
Поэтому для правильности измерения требуется, чтобы φ = 90  °.
Таким образом, вольтметр будет показывать

U = 2πνBNS = 2 ⋅3,14⋅80⋅0,64⋅100⋅25⋅10−6 ≈ 0,8 В.
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!