Между рельсами железнодорожного пути включен вольтметр. Над ним с постоянной скоростью проходит поезд. Каковы будут показания вольтметра при приближении поезда, в момент нахождения поезда над вольтметром, при удалении поезда? Ширина колеи L = 1,2 м. Скорость поезда V = 60 км/час. Вертикальная составляющая магнитного поля Земли на данной широте В = 5,5 10-5 Тл.
от

1 Ответ

Дано:
Ширина колеи железной дороги L = 1,2 м
Скорость поезда V = 60 км/ч
Вертикальная составляющая магнитного поля Земли В = 5,5 * 10^-5 Тл

Найти:
Показания вольтметра при приближении поезда, в момент нахождения поезда над вольтметром, при удалении поезда.

Решение с расчетом:
Когда поезд приближается к вольтметру, он пересекает магнитное поле Земли, что создает ЭДС индукции в рельсах. Когда поезд проходит мимо вольтметра, показания будут максимальными, так как скорость изменения магнитного потока будет максимальной.

Моменты времени, когда поезд находится над вольтметром и находится на расстоянии L/2 от вольтметра, можно найти из уравнения L = V * t, где L - ширина колеи, V - скорость поезда, t - время.

Теперь найдем ЭДС индукции, вызванную движением поезда через магнитное поле Земли:
ε = B * L * V, где ε - ЭДС индукции, B - вертикальная составляющая магнитного поля Земли, L - ширина колеи, V - скорость поезда.

Ответ:

При приближении поезда: показания вольтметра будут увеличиваться.
В момент нахождения поезда над вольтметром: показания будут максимальными.
При удалении поезда: показания вольтметра будут снова уменьшаться.
от