Основы Электродинамики, физика. 1. Протоны со скоростью 10 ∙103 м/с влетает в однородное магнитное поле с индукцией 0,8 Тл под углом 300 к линиям индукции. Какое количество частиц влетело. Сила действующая на протоны 1МН. 2. Чему равна энергия заряженного конденсатора на всем участке цепи, где расположены конденсаторы, если напряжение 100В. С1 =С2=С3 =2мкФ 3. Коэффициент полезного действия на проводнике 90 %, за какое время ток проходит через весь проводник? Если внешнее сопротивление 11 Ом, заряд электрона, напряжение сохранялось 10 В. ЭДС 220 В.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для определения количества частиц, влетевших в магнитное поле, можно воспользоваться формулой для силы Лоренца:
F = qvBsinθ
где F - сила, действующая на заряд q при скорости v и угле θ к линиям индукции магнитного поля B.

Из условия известно, что F = 1 МН (1 ∙ 10^6 Н), v = 10^3 м/с, B = 0,8 Тл, θ = 30°.
Таким образом,
1 ∙ 10^6 = q ∙ 10^3 ∙ 0,8 ∙ sin 30°
q = 1 ∙ 10^6 / (10^3 ∙ 0,8 ∙ sin 30°)
q ≈ 72 ∙ 10^-6 Кл

Теперь, чтобы найти количество частиц, влетевших в магнитное поле, можно разделить общий заряд на заряд одной частицы:
N = q_total / q
N = 1 ∙ 10^6 Кл / 72 ∙ 10^-6 Кл
N ≈ 13889 частиц

Энергия заряженного конденсатора равна сумме энергий на каждом конденсаторе:
E_total = 1/2 ∙ C_total ∙ U^2
где C_total = C1 + C2 + C3 = 6 мкФ = 6 ∙ 10^-6 Ф
U = 100 В

Таким образом,
E_total = 1/2 ∙ 6 ∙ 10^-6 ∙ (100)^2
E_total = 3 ∙ 10^-3 Дж

Для определения времени, за которое ток пройдет через весь проводник, можем воспользоваться формулой для количества энергии, потерянной на внешнем сопротивлении:
P = I^2R
где P - мощность, I - ток, R - сопротивление.

Известно, что коэффициент полезного действия η = 0,9, следовательно, полезная мощность равна:
P_полезная = η ∙ P
P_полезная = 0,9 ∙ (220 ∙ I)

Также, с учетом того, что напряжение на проводнике U = 10 В, то I = U / R = 10 / 11 А.

Теперь можем найти полную потерю энергии на внешнем сопротивлении:
P_полезная = I^2R
0,9 ∙ 220 ∙ (10/11) = (10/11)^2 * 11
0,9 ∙ 220 ∙ 10/11 = 10/11
198 ∙ 10/11 = 10/11
198 = 10/11
198 = 10
t = E_total / P_полезная = 3 ∙ 10^-3 / 198
t ≈ 1,52 ∙ 10^-5 с