Тонкое медное кольцо площадью 100 см² расположено во внешнем магнитном поле так, что плоскость кольца перпендикулярна линиям магнитной индукции. За 2 мс магнитная индукция равномерно увеличивается от 10 до 20 мТл. Какой модуль ЭДС индукции возникает при этом?
Физика 11 класс Электромагнитная индукция ЭДС индукции магнитная индукция тонкое кольцо физика 11 класс изменение магнитного поля Новый
Для решения задачи, давайте воспользуемся законом Фарадея о электромагнитной индукции. Этот закон гласит, что ЭДС индукции (ε) в замкнутом контуре равна скорости изменения магнитного потока (Φ) через этот контур.
Электродвижущая сила (ЭДС) индукции может быть рассчитана по формуле:
ε = -dΦ/dt
Где:
Теперь давайте найдем магнитный поток (Φ). Он определяется как:
Φ = B * S
Где:
В нашем случае площадь кольца S равна 100 см², что мы можем преобразовать в квадратные метры:
S = 100 см² = 100 * 10^(-4) м² = 0.01 м²
Теперь определим начальное и конечное значения магнитной индукции:
Теперь найдем изменение магнитного потока (dΦ):
dΦ = B2 * S - B1 * S = (B2 - B1) * S
Подставим значения:
dΦ = (20 * 10^(-3) Тл - 10 * 10^(-3) Тл) * 0.01 м²
dΦ = (10 * 10^(-3) Тл) * 0.01 м² = 10 * 10^(-5) Вб = 10^(-4) Вб
Теперь мы можем найти скорость изменения магнитного потока (dΦ/dt). Время, за которое происходит изменение, составляет 2 мс, что равно:
dt = 2 мс = 2 * 10^(-3) с
Теперь подставим все в формулу для ЭДС:
ε = -dΦ/dt = - (10^(-4) Вб) / (2 * 10^(-3) с)
Рассчитаем:
ε = - (10^(-4) / 2 * 10^(-3)) = - (0.05) В = -0.05 В
Так как мы ищем модуль ЭДС, то:
ε = 0.05 В
Таким образом, модуль ЭДС индукции, возникающий при увеличении магнитной индукции, равен 0.05 В.