Похожие вопросы
2025-10-31 07:31:31
Квадратная рамка со стороной 6,8 см, сделанная из медной проволоки с площадью поперечного сечения 1 мм², помещена в однородное магнитное поле перпендикулярно линиям индукции. Индукция магнитного поля равномерно изменяется на 0,002 Тл за 0,1 с. Какова сила тока в рамке при этих условиях? Удельное сопротивление меди составляет 1,7 * 10^-8 Ом·м.
Физика 11 класс Электромагнитная индукция физика 11 класс квадратная рамка магнитное поле Сила тока медная проволока площадь поперечного сечения индукция магнитного поля удельное сопротивление меди изменение магнитного поля Новый
2025-10-31 07:31:55
Для решения этой задачи нам нужно использовать закон Фарадея о электромагнитной индукции и формулу для силы тока. Давайте разберем шаги подробно.
Шаг 1: Найдем площадь рамки.Рамка имеет форму квадрата со стороной 6,8 см. Площадь рамки (S) можно вычислить по формуле:
- S = a^2, где a - длина стороны квадрата.
Подставим значение:
- S = (6,8 см)² = 46,24 см².
Переведем площадь в квадратные метры:
- S = 46,24 см² = 46,24 * 10^-4 м² = 0,004624 м².
Изменение магнитного потока (ΔΦ) можно вычислить по формуле:
- ΔΦ = B * S, где B - изменение магнитной индукции, S - площадь рамки.
Изменение магнитной индукции (ΔB) составляет 0,002 Тл. Подставим значения:
- ΔΦ = 0,002 Тл * 0,004624 м² = 9,248 * 10^-6 Вб.
Электродвижущая сила (ЭДС) индукции (ε) определяется как:
- ε = -ΔΦ / Δt, где Δt - время изменения магнитной индукции.
В нашем случае Δt = 0,1 с. Подставим значения:
- ε = -9,248 * 10^-6 Вб / 0,1 с = -9,248 * 10^-5 В.
Мы можем оставить знак минус, так как он указывает на направление ЭДС, но для дальнейших расчетов нам важно только величина, поэтому:
- ε = 9,248 * 10^-5 В.
Сопротивление (R) рамки можно найти по формуле:
- R = ρ * (L / S),
где ρ - удельное сопротивление меди (1,7 * 10^-8 Ом·м), L - длина проволоки, S - площадь поперечного сечения.
Длина проволоки (L) равна периметру квадрата:
- L = 4 * a = 4 * 0,068 м = 0,272 м.
Теперь подставим значения в формулу для сопротивления:
- R = (1,7 * 10^-8 Ом·м) * (0,272 м / 1 * 10^-6 м²) = 4,624 Ом.
Сила тока (I) определяется по закону Ома:
- I = ε / R.
Подставим найденные значения:
- I = (9,248 * 10^-5 В) / (4,624 Ом) ≈ 2,00 * 10^-5 А.
Ответ: Сила тока в рамке составляет примерно 2,00 * 10^-5 А.