Разность потенциалов на концах передней оси машины (2 марта 2009)

Автомобиль движется со скоростью 120 км/ч. Определить разность потенциалов на концах передней оси машины, если длина оси равна 180 см, а вертикальная состовляющая напряженности магнитного поля Земли равна 40 А/м.

Источник: "Сборник задач и вопросов по физике" под ред. Р. А. Гладковой. Москва, "Наука", главная редакция физико-математической литературы, 1988 г. 18,28.

Комментарии

При движении проводника в магнитном поле, под действием силы Лоренца совершается работа:

A = Fлl = evBl.

Работа по перемещению заряда:

Ei = Δφ = vBl.

Для окончательного решения задачи Вам потребуется связать B и H магнитного поля.

v = 120 км/ч = 33,33 (м/с).

L = 180 см = 1.8 (м).

H = 40 А/м.

Чтобы измерить эту разность потенциалов, вольтметр должен быть неподвижным и подключенным к токопроводам, по которым будут скользить концы оси.

Расстояние между токопроводами равно L, скорость изменения площади контура "вольтметр-ось":

dS/dt = Lv.

Магнитная индукция поля:

B = μoH.

Напряжение (разность потенциалов) на токопроводах:

U = dФ/dt.

dФ = B × dS.

U = B × dS/dt = BLv = μoHLv = 4 × π × 10−7 × 40 × 1.8 × 33.33 = 0,003 (В).

Подведу итог: первое решение ориентировано на школьников, как и наш портал, второе решение как раз для Вас − учащихся ВУЗа.
Надоело разбираться?