Рамка площадью S = 200 см² находится в однородном магнитном поле с индукцией В = 40 мТл, при этом линии магнитной индукции поля перпендикулярны плоскости рамки. Какое значение ЭДС индукции возникнет при выключении поля за время At = 2 с, если величина вектора магнитной индукции зависит от времени линейно? Ответ дайте в мкВ, округлив до целых.
Физика 11 класс Электромагнитная индукция
Для решения данной задачи воспользуемся законом Фарадея о электромагнитной индукции. Этот закон гласит, что ЭДС индукции (ε) в замкнутом контуре равна изменению магнитного потока через этот контур, деленному на время, за которое произошло это изменение.
Формула для вычисления ЭДС индукции выглядит следующим образом:
ε = - ΔΦ / Δt
Где:
Теперь определим магнитный поток (Φ) через рамку:
Магнитный поток Φ вычисляется по формуле:
Φ = B * S
Где:
Сначала преобразуем единицы измерения:
Теперь вычислим начальный магнитный поток Φ1 при B = 0.04 Тл:
Φ1 = B * S = 0.04 Тл * 0.02 м² = 0.0008 Вб
При выключении магнитного поля индукция становится равной 0, то есть B = 0 Тл. Теперь вычислим конечный магнитный поток Φ2:
Φ2 = 0 Тл * 0.02 м² = 0 Вб
Теперь найдем изменение магнитного потока:
ΔΦ = Φ2 - Φ1 = 0 Вб - 0.0008 Вб = -0.0008 Вб
Теперь подставим значение изменения потока в формулу для ЭДС:
ε = - ΔΦ / Δt = - (-0.0008 Вб) / 2 с = 0.0004 В
Переведем это значение в милливольты:
ε = 0.0004 В * 1000 = 0.4 мВ
Чтобы получить ответ в микровольтах, умножим на 1000:
ε = 0.4 мВ * 1000 = 400 мкВ
Таким образом, значение ЭДС индукции при выключении поля составит 400 мкВ.