Электромагнитная индукция. Задача из ЕГЭ

[MorisHuxley]

Условие задачи
Медный тонкий диск диаметра $D$ = 0,1 м скользит по столу с постоянной скоростью $v$ = 100 м/с, касаясь стола одной из плоских поверхностей. Магнитное поле $B$= 0,5 Тл направлено вдоль поверхности стола и перпендикулярно вектору скорости диска. Найдите модуль вектора напряженности электрического поля, возникающего внутри металла, и разность потенциалов между центром и окружностью, ограничивающей диск.
Попытки решения
Как я себе представляю, диск лежит на столе плашмя, для определенности скорость направлена вправо в плоскости стола, а вектор магнитной индукции B вверх в плоскости стола (если смотреть сверху на стол).
В данном случае, так как медь - проводник, то в нем имеются свободные носители заряда - электроны, которые двигаются в месте с диском, значит возникает сила Лоренца, направленная, как я себе представляю перпендикулярно столу вверх, тогда из-за этого электроны перераспределяются и одна плоскость диска заряжена отрицательно, другая положительно, возникает электрическое поле, в толще диска направленное перпендикулярно столу вниз. Возникает ток в толще диска, вследствие возникновения поля, т.е. на электроны действует сила Лоренца $F$ и сила Кулона, электроны будут "бегать" до тех пор, пока эти силы не сравняются, стало быть модуль вектора напряженности определяется по формуле:

$$qE = F, \ \ qE = qvB, \ \ E = vB$$

Так как поле возникает в толще диска, то разности потенциалов между центром и периферией нет.

Вопрос
Верны ли мои рассуждения? Есть ли другой подход решения? Можно ли сказать, что в данном случае изменение потока вектора магнитной индукции равно нулю? Ну и настораживает, что диаметр - излишняя информация.

[Pulseofmalstrem]

А как связан вектор силы Лоренца с вектором магнитной индукции и с вектором скорости Вы знаете?

[MorisHuxley]

Pulseofmalstrem, использую определение силы Лоренца из школьного курса, то есть

$$\vec{F} =q\vec{v}\times \vec{B}$$

[Pulseofmalstrem]

MorisHuxley
Извиняюсь, сейчас только заметил, что поле вдоль, что нетипично для этих задач. Тогда да, вроде бы решение правильное.

[zvm]

MorisHuxley в сообщении #1274384 писал(а):

Найдите модуль вектора напряженности электрического поля, возникающего внутри металла, и разность потенциалов между центром и окружностью, ограничивающей диск.

Диск металлический. Поэтому напряжённость электрического поля ноль, разность потенциалов ноль.

[EUgeneUS]

zvm в сообщении #1589708 писал(а):

Диск металлический. Поэтому напряжённость электрического поля ноль, разность потенциалов ноль.

Это в СО, связанной с диском.
А при переходе в СО, движущуюся относительно диска, ненулевое магнитное поле даст не нулевую компоненту электрического поля.

[DimaM]

zvm в сообщении #1589708 писал(а):

Диск металлический. Поэтому напряжённость электрического поля ноль, разность потенциалов ноль.

Не стоит писать о вещах, в которых вы не разбираетесь. Тем более в разделе ПРР.

[zvm]

DimaM в сообщении #1589713 писал(а):

Не стоит писать о вещах, в которых вы не разбираетесь. Тем более в разделе ПРР.

Почему вы считаете, что я не разбираюсь? А может это вы плохо подумали?
Вот если бы в задаче было написано "деревянный диск", то предложенные решения были бы адекватны.
А в медном диске свободные электроны под действием силы Лоренца распределятся по объёму металла так, что своим полем полностью компенсируют внешнее электрическое поле (которое существует в системе отсчёта диска).
Или вы считаете, что в задачах для ЕГЭ не бывает глупостей?

-- 14.04.2023, 14:02 --

EUgeneUS в сообщении #1589712 писал(а):

zvm в сообщении #1589708 писал(а):

Диск металлический. Поэтому напряжённость электрического поля ноль, разность потенциалов ноль.

Это в СО, связанной с диском.
А при переходе в СО, движущуюся относительно диска, ненулевое магнитное поле даст не нулевую компоненту электрического поля.

Приборы, смонтированные на диске, покажут именно такие результаты, которые я тут написал. Это не зависит от выбора системы отсчёта.
И не путайте внешнее ЭМ-поле и ЭМ-поле внутри проводника, про которое и спрашивается в задаче.
Или вы считаете, что в описанной ситуации по диску будет идти электрический ток?

[DimaM]

zvm в сообщении #1589719 писал(а):

А в медном диске свободные электроны под действием силы Лоренца распределятся по объёму металла так, что своим полем полностью компенсируют внешнее электрическое поле (которое существует в системе отсчёта диска).

Как выше верно заметили, вот это "в системе отсчета диска" вы додумываете самостоятельно. В тексте задачи ничего такого нет.
В ЛСО электрическое поле компенсирует силу Лоренца, а в системе отсчета диска силы Лоренца как раз нет.

zvm в сообщении #1589719 писал(а):

Почему вы считаете, что я не разбираюсь?

См. выше.

[мат-ламер]

Вообще в условии есть какая-то недосказанность.

MorisHuxley в сообщении #1274384 писал(а):

Найдите модуль вектора напряженности электрического поля, возникающего внутри металла

Если бы попросили найти этот модуль в некоторой абстрактной неподвижной (относительно стола) точке, через которую в данный момент проезжает металл, то ответ один. А если пишут "внутри металла", то очень естественно подумать, что систему отсчёта надо связать с этим металлом и ответ уже другой. Не хочу ввязываться в спор, ибо не физик. Однако хочу заметить. что для ЕГЭ могли условия и поконкретнее писать. Цена ошибки велика. Я тоже сразу ничего не понял. Другое дело, если к доске вызвали, то там можно детали и у преподавателя уточнить.

[EUgeneUS]

zvm в сообщении #1589719 писал(а):

Приборы, смонтированные на диске, покажут именно такие результаты, которые я тут написал. Это не зависит от выбора системы отсчёта.

То есть СО ещё не выбрали, а приборы уже (в ней) смонтировали?

Вам бы почитать определение, что такое "система отсчёта".

[amon]

MorisHuxley в сообщении #1274384 писал(а):

Так как поле возникает в толще диска, то разности потенциалов между центром и периферией нет.

Это кривовато написано. Что было бы, если бы на, скажем, верхней стороне диска возникла бы разность потенциалов между центром и краем диска?

-- 14.04.2023, 16:19 --

zvm в сообщении #1589708 писал(а):

Поэтому напряжённость электрического поля ноль

Что покажет вольтметр, подсоединенный к верхней и нижней стороне диска?

[zvm]

DimaM в сообщении #1589722 писал(а):

В ЛСО электрическое поле компенсирует силу Лоренца, а в системе отсчета диска силы Лоренца как раз нет.

Спасибо. Я был не прав.

-- 14.04.2023, 17:12 --

EUgeneUS в сообщении #1589751 писал(а):

То есть СО ещё не выбрали, а приборы уже (в ней) смонтировали?

Вам бы почитать определение, что такое "система отсчёта".

Приборы монтируются не в системе отсчёта (в которой вообще ничего смонтировать нельзя), а на некоторой опоре (на лабораторном столе, на диске...).
Я довольно неплохо разбираюсь в том, что такое система отсчёта, чего о вас сказать пока не могу.

[мат-ламер]

amon в сообщении #1589755 писал(а):

Что покажет вольтметр, подсоединенный к верхней и нижней стороне диска?

А подсоединить вольтметр можно по-разному. Вольтметр можно закрепить на столе, а его щупы могут скользить по поверхности диска. А можно вольтметр поставить на диск.

[EUgeneUS]

zvm в сообщении #1589770 писал(а):

Я довольно неплохо разбираюсь в том, что такое система отсчёта, чего о вас сказать пока не могу.

Определение:

Цитата:

Систе́ма отсчёта — это совокупность неподвижных относительно друг друга тел (тело отсчёта), по отношению к которым рассматривается движение (в связанной с ними системе координат), и отсчитывающих время часов (системы отсчёта времени), по отношению к которым рассматривается движение каких-либо тел[2][3][4].

Если Вы монтируете приборы на столе - то Вы уже перешли в СО стола.
А если Вы монтируете приборы на диске - то Вы уже перешли в СО диска.

А в чём Вы там разбираетесь, сиё мне неведомо.