Номер 7, страница 60 - гдз по физике 11 класс самостоятельные и контрольные работы Ерюткин, Ерюткина

Авторы: Ерюткин Е. С., Ерюткина С. Г.
Тип: Самостоятельные и контрольные работы
Серия: классический курс
Издательство: Просвещение
Год издания: 2020 - 2025
Уровень обучения: базовый и углублённый
Цвет обложки: фиолетовый
ISBN: 978-5-09-097-598-8
Популярные ГДЗ в 11 классе
Магнитный поток. ЭДС индукции. Закон Фарадея. Явление самоиндукции. Задачи для повторения - номер 7, страница 60.
№7 (с. 60)
Условие. №7 (с. 60)
скриншот условия


7. Металлический диск радиусом 10 см с малым сопротивлением вращается в магнитном поле с индукцией 2 Тл, вектор которой перпендикулярен плоскости диска. Угловая скорость диска 300 об/с. Через скользящие контакты к центру и краю диска подключили резистор сопротивлением 1 кОм, параллельно резистору подключили конденсатор ёмкостью 1 мкФ. Определите заряд на пластинах конденсатора.
Решение. №7 (с. 60)
Дано:
Радиус диска, $R = 10 \text{ см} = 0.1 \text{ м}$
Индукция магнитного поля, $B = 2 \text{ Тл}$
Частота вращения, $n = 300 \text{ об/с}$
Сопротивление резистора, $R_{res} = 1 \text{ кОм} = 1000 \text{ Ом}$
Ёмкость конденсатора, $C = 1 \text{ мкФ} = 1 \cdot 10^{-6} \text{ Ф}$
Найти:
Заряд на пластинах конденсатора, $q$ - ?
Решение:
При вращении металлического диска в перпендикулярном магнитном поле между его центром и краем возникает ЭДС индукции. Вращающийся диск в данном случае выступает в роли источника ЭДС (униполярный генератор). Величина этой ЭДС ($\mathcal{E}$) рассчитывается по формуле:
$\mathcal{E} = \frac{1}{2} B \omega R^2$
где $B$ — индукция магнитного поля, $\omega$ — угловая скорость вращения, $R$ — радиус диска.
Угловую скорость $\omega$ найдём через частоту вращения $n$:
$\omega = 2\pi n$
Вычислим угловую скорость:
$\omega = 2\pi \cdot 300 \text{ с}^{-1} = 600\pi \text{ рад/с}$
Теперь рассчитаем ЭДС индукции:
$\mathcal{E} = \frac{1}{2} \cdot 2 \text{ Тл} \cdot 600\pi \text{ рад/с} \cdot (0.1 \text{ м})^2 = 1 \cdot 600\pi \cdot 0.01 \text{ В} = 6\pi \text{ В}$
Согласно условию, диск имеет малое сопротивление, которым можно пренебречь. Резистор и конденсатор подключены параллельно к источнику ЭДС (вращающемуся диску). В установившемся режиме напряжение на конденсаторе будет равно напряжению на клеммах источника, которое в свою очередь равно его ЭДС (так как внутреннее сопротивление пренежимо мало).
$U_C = \mathcal{E} = 6\pi \text{ В}$
Заряд на пластинах конденсатора определяется по формуле:
$q = C \cdot U_C$
Подставим числовые значения и найдём заряд:
$q = (1 \cdot 10^{-6} \text{ Ф}) \cdot (6\pi \text{ В}) = 6\pi \cdot 10^{-6} \text{ Кл}$
Выразим ответ в микрокулонах:
$q = 6\pi \text{ мкКл} \approx 6 \cdot 3.14159 \text{ мкКл} \approx 18.85 \text{ мкКл}$
Ответ: заряд на пластинах конденсатора равен $6\pi \cdot 10^{-6}$ Кл, или приблизительно $18.85$ мкКл.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 11 класс, для упражнения номер 7 расположенного на странице 60 к самостоятельным и контрольным работам серии классический курс 2020 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №7 (с. 60), авторов: Ерюткин (Евгений Сергеевич), Ерюткина (Светлана Григорьевна), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.