Условие задачи:
Рамка площадью 300 см2 имеет 200 витков и находится в магнитном поле 0,1 Тл, силовые линии которого образуют угол 30° с ее плоскостью. Определить ЭДС, возникающую в рамке при выключении поля в течение 0,01 с.
Задача №8.4.42 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»
Дано:
\(S=300\) см2, \(N=200\), \(B=0,1\) Тл, \(\beta=30^\circ\), \(\Delta t=0,01\) с, \(\rm E_i-?\)
Решение задачи:
В общем случае магнитный поток \(\Phi\) через некоторую плоскую поверхность, помещённую в однородном магнитном поле, можно определить по такой формуле:
\[\Phi = BS\cos \alpha \;\;\;\;(1)\]
В этой формуле \(B\) — индукция магнитного поля, \(S\) — площадь поверхности, через которую определяется магнитный поток, \(\alpha\) — угол между нормалью к площадке и вектором магнитной индукции.
Если учесть, что рамка имеет \(N\) витков, то формула (1) примет следующий вид:
\[\Phi = NBS\cos \alpha \]
Угол \(\alpha\) связан с данным в условии углом \(\beta\) по формуле:
\[\alpha = 90^\circ — \beta \]
Тогда:
\[\Phi = NBS\cos \left( {90^\circ — \beta } \right)\]
Так как конечное значение индукции магнитного поля равно нулю (поскольку поле выключают), то тогда очевидно, что изменение магнитного потока \(\Delta \Phi\) равно:
\[\Delta \Phi = NBS\cos \left( {90^\circ — \beta } \right)\;\;\;\;(2)\]
Понятно, что из-за изменения магнитного потока в рамке будет возникать ЭДС индукции. Согласно закону Фарадея для электромагнитной индукции, ЭДС индукции, возникающая в контуре при изменении магнитного потока, пересекающего этот контур, равна по модулю скорости изменения магнитного потока. Поэтому:
\[{{\rm E}_i} = \frac{{\Delta \Phi }}{{\Delta t}}\]
Подставим в полученную формулу выражение (2):
\[{{\rm E}_i} = \frac{{NBS\cos \left( {90^\circ — \beta } \right)}}{{\Delta t}}\]
Задача решена в общем виде, посчитаем численный ответ:
\[{{\rm E}_i} = \frac{{200 \cdot 0,1 \cdot 300 \cdot {{10}^{ — 4}} \cdot \cos \left( {90^\circ — 30^\circ } \right)}}{{0,01}} = 30\;В\]
Ответ: 30 В.
Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.
Смотрите также задачи:
8.4.41 Проводник длиной 25 см движется в однородном магнитном поле с индукцией 4 Тл
8.4.43 Виток площадью 50 см2 замкнут на конденсатор емкостью 20 мкФ. Плоскость витка
8.4.44 В однородном горизонтальном магнитном поле с индукцией B=60 мТл находится
Изящные реальные проститутки Белгород по вызову, восхитительные и горячие, они такие игривые и стройные, что любой захочет их. Это прекрасный шанс устроить себе праздник. Встречи с wowbelgorod.ru индивидуальные на достойном уровне, реальные проститутки Белгород по вызову, отдых для достойных мужчин. Проведя ночь с путаной, вы поймёте, что никогда раньше не испытывали такого блаженства, как в постели с проституткой города Белгорода.