В магнитном поле вращается стержень

[Fiz]

Очень нужно решение этой задачи. Спасибо!
Если знаете, то и рисунок тоже.

В однородном магнитном поле с индукцией 10 мТл равномерно с частотой 5 оборотов в секунду вращается стержень длиной 40 см так, что плоскость его вращения перпендикулярна линиям индукции магнитного поля, а ось вращения проходит через один из его концов. Определить индуцируемую на концах стержня разность потенциалов.

[alsak]

Эта задача имеет несколько способов решения.
1. Упрощенный, для школьников, через средние значения величин.
2. Более строгое, через дифференциальные уравнения.

Могу показать первый способ. Второй ищите на других сайтах.

[Fiz]

Да покажите пожалуйста вместе со схемочкой.
А вторым способом я попробую сам решить или найти =

[alsak]

Так как проводник не замкнут, то разность потенциалов будет равна ЭДС индукции в движущемся проводнике, т.е. φ₁ – φ₂ = E_i. ЭДС найдем по формуле

E_i = B⋅υ⋅l⋅sin α,

где α = 90° (плоскость вращения стержня перпендикулярна линиям магнитной индукции, следовательно, скорость проводника всегда перпендикулярна вектору магнитной индукции), sin α = 1, υ = ω⋅r — линейная скорость вращения стержня, ω = 2π⋅ν — угловая скорость вращения, ν = 5 Гц (оборотов в секунду).

Сложность этой задаче в том, что у разных точек стержня разная линейная скорость. Но, т.к. скорость линейно зависит от расстояния r, то можно использовать среднюю скорость υ_ср = 2π⋅ν⋅r_ср, где r_ср = l/2. Тогда

φ₁ – φ₂ = B⋅l⋅υ_ср = B⋅l⋅2π⋅ν⋅l/2 = π⋅B⋅l²⋅ν,

φ₁ – φ₂ = 25 мВ.

[Fiz]

Эту задачу очевидно можно решить не только двумя способами - их будет побольше.
Покажите пожалуйста ещё другой способ, и покажите чертёж или рисунок к задаче не всё понятно.
Почему мы можем применить закон Фарадея, почему возникает ЭДС индукции магнитного поля, причём здесь сила Лоренца и как найти разность потенциалов?
Спасибо!

[alsak]

Покажите пожалуйста ещё другой способ

Вы для чего писали «А вторым способом я попробую сам решить или найти»? Я вам уже писал, что «Могу показать первый способ», и вы согласились.

покажите чертёж или рисунок к задаче не всё понятно.

Я обычно рисунки делаю к задачам, если использую их в решении. Но если вам это поможет, смотрите.

Почему мы можем применить закон Фарадея, почему возникает ЭДС индукции магнитного поля, причём здесь сила Лоренца

А где вы увидели в решении закон Фарадея, силу Лоренца? Я применил формулу, которая называется «ЭДС индукции движущегося проводника».
Хотя, для вывода этой формулы можно использовать или закон Фарадея, или силу Лоренца. Для решения задачи школьного курса используют формулу без вывода.

как найти разность потенциалов?

Интересно, а что я нашел в задаче?
φ₁ – φ₂ – это и есть разность потенциалов.

[Fiz]

Вы для чего писали «А вторым способом я попробую сам решить или найти»? Я вам уже писал, что «Могу показать первый способ», и вы согласились.

Дело в том, что решая вторым способом нужно исходить из закона Фарадея и получается у меня ерунда 21 миллиВольт.

Я обычно рисунки делаю к задачам, если использую их в решении. Но если вам это поможет, смотрите.

А почему у Вас на рисунке не показаны оси координат и точки, между которыми возникает разность потенциалов и все векторы величин, которые фигурируют в условии, и поэтому модель не полная?

А где вы увидели в решении закон Фарадея, силу Лоренца? Я применил формулу, которая называется «ЭДС индукции движущегося проводника».
Хотя, для вывода этой формулы можно использовать или закон Фарадея, или силу Лоренца. Для решения задачи школьного курса используют формулу без вывода.

С такой формулой не разу не встречался, откуда Вы её взяли?
Киньте пожалуйста учебник или теорию, где можно посмотреть такую формулу и как она получается здесь на сайте?

Интересно, а что я нашел в задаче?
φ₁ – φ₂ – это и есть разность потенциалов.

Я решал по другой формуле. А откуда Вы эту формулу взяли киньте пожалуйста ссылочку на учебник или пособие, где такая есть?
Спасибо!

[alsak]

А почему у Вас на рисунке не показаны оси координат и точки, между которыми возникает разность потенциалов и все векторы величин, которые фигурируют в условии, и поэтому модель не полная?

Еще раз повторяю, я решаю задачу, используя формулы школьной физики, и все уравнения у меня без векторов. Поэтому мне не нужны оси координат. А «точки, между которыми возникает разность потенциалов» указаны в условии.

С такой формулой не разу не встречался, откуда Вы её взяли? Киньте пожалуйста учебник или теорию, где можно посмотреть такую формулу и как она получается здесь на сайте?

1. Аксенович Л.А. Физика в средней школе — С. 348-350. Или скачайте книгу с библиотеки, или смотрите на сайте Электронный учебник физики.

2. Жилко, В. В. Физика: учеб. пособие для 11-го кл. — С. 177-181.

Я решал по другой формуле. А откуда Вы эту формулу взяли киньте пожалуйста ссылочку на учебник или пособие, где такая есть?

Я ее вывел в верхних сообщениях. И при выводе использовались формулы разных разделов физики: 1) Кинематика. Движение по окружности. 2) Постоянный ток. Закон Ома для полной цепи. 3) Электромагнитная индукция. Берите любую книгу по теории и читайте.

[Fiz]

Ei = B⋅υ⋅l⋅sin α,
Откуда Вы взяли эту формулу я про неё спрашивал ещё выше, тоже вывели?

[alsak]

Вы мои ответы внимательно читаете?

...Я применил формулу, которая называется «ЭДС индукции движущегося проводника».
Хотя, для вывода этой формулы можно использовать или закон Фарадея, или силу Лоренца. Для решения задачи школьного курса используют формулу без вывода.

С такой формулой не разу не встречался, откуда Вы её взяли? Киньте пожалуйста учебник или теорию, где можно посмотреть такую формулу и как она получается здесь на сайте?

1. Аксенович Л.А. Физика в средней школе — С. 348-350. Или скачайте книгу с библиотеки, или смотрите на сайте Электронный учебник физики.
2. Жилко, В. В. Физика: учеб. пособие для 11-го кл. — С. 177-181.