Два прямых проводника П1 и П2 расположены в одной горизонтальной плоскости. Между их левыми концами включен конденсатор емкостью C = 0,1 нФ. По проводникам с постоянной скоростью
движется проводящий стержень, который находится в контакте с проводниками. Вся система находится в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией В = 0,15 Тл. В некоторый момент времени расстояние между точками D и E, в которых стержень касается проводников, равно L = 40 см, общее сопротивление цепи в этот момент равно R = 2 Ом, и в цепи протекает ток силой I = 0,05 А. Чему равен в этот момент заряд конденсатора? Индуктивность цепи пренебрежимо мала.
При движении стержня в магнитном поле возникает ЭДС индукции. В результате появляется индукционный ток. На проводник с током магнитное поле действует силой Ампера где
направленная по правилу левой руки против движения стержня.
Движение стержня будет равномерным, если к нему будет приложена внешняя сила
Работа внешней силы пойдет на нагрев проводника и увеличение энергии конденсатора Работа внешней силы за малый промежуток времени равна
где х – малое перемещение стержня за малый промежуток времени
равное
Будем считать, что за малый промежуток времени длина стержня L не изменится.
Количество теплоты, выделяющееся в проводнике за промежуток времени равно по закону Джоуля-Ленца
Энергия заряженного конденсатора
Воспользуемся утверждением
Таким образом, получаем:
По определению силы тока
Таким образом:
Откуда находим заряд конденсатора в данный момент:
Ответ: 2 пКл.

