Задание 25 ЕГЭ по физике

$1.$ При движении проводника в магнитном поле в нем индуцируется $ЭДС$ индукции $\mathcal{E}_i = B l v.$

$2.$ По закону Ома для полной цепи сила тока в контуре $I = \dfrac{\mathcal{E}_i}{R} = \dfrac{B l v}{R}.$

$3.$ На проводник с током в магнитном поле действует сила Ампера

$F_A = B I l = B \cdot \dfrac{B l v}{R} \cdot l = \dfrac{B^2 l^2 v}{R},$ направленная вверх.

$4.$ При равномерном движении проводника по второму закону Ньютона:

$F_A = mg \quad \Rightarrow \quad \dfrac{B^2 l^2 v}{R} = mg$

$5.$ Выражаем скорость движения проводника:

$v = \dfrac{mg R}{B^2 l^2}$

$6.$ Напряжение на конденсаторе равно $ЭДС$ индукции:

$U = \mathcal{E}_i = B l v = B l \cdot \dfrac{mg R}{B^2 l^2} = \dfrac{mg R}{B l}$

$7.$ Энергия конденсатора:

$W = \dfrac{q U}{2} = \dfrac{q}{2} \cdot \dfrac{mg R}{B l}$

$8.$ Подставляем числовые значения: $q = 8 \cdot 10^{-6} \space \text{Кл},$ $m = 0.04 \space \text{кг},$ $g = 10 \space \text{м/с}^2,$ $R = 5 \cdot 10^{-3} \space \text{Ом}$, $B = 0.4 \space \text{Тл},$ $l = 0.1 \space \text{м}{:}$
$W = \dfrac{8 \cdot 10^{-6} \cdot 0.04 \cdot 10 \cdot 5 \cdot 10^{-3}}{2 \cdot 0.4 \cdot 0.1} = \dfrac{1.6 \cdot 10^{-8}}{0.08} = 2 \cdot 10^{-7} \space \text{Дж} = 0.2 \space \text{мкДж}$

Ответ: энергия на конденсаторе равна $0.2 \space \text{мкДж}.$