Какой заряд пройдет через поперечное сечение кольца радиусом 1 м и сопротивлением 0,1 Ом, если оно помещено в однородное магнитное поле с индукцией 0,1 Тл, при этом плоскость кольца перпендикулярна вектору индукции поля, когда поле исчезнет?

Физика 11 класс Электромагнитная индукция заряд через кольцо магнитное поле индукция сопротивление физика 11 класс Новый

Чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать закон Фарадея о электромагнитной индукции. Этот закон гласит, что изменение магнитного потока через контур вызывает индуцированный электродвижущий сил (ЭДС) в этом контуре.

Сначала определим магнитный поток, который проходит через кольцо. Магнитный поток Ф определяется как:

Ф = B * S

где:

• B - магнитная индукция (Тл),
• S - площадь поперечного сечения кольца (м²).

Площадь S кольца с радиусом r = 1 м вычисляется по формуле:

S = π * r²

Подставим значение радиуса:

S = π * (1)² = π м²

Теперь найдем магнитный поток Ф, используя значение магнитной индукции B = 0,1 Тл:

Ф = B * S = 0,1 Тл * π м² = 0,1π Вб

Теперь, когда магнитное поле исчезает, происходит изменение магнитного потока. Изменение магнитного потока ΔФ будет равно начальному магнитному потоку Ф, поскольку конечный поток будет равен нулю:

ΔФ = Ф - 0 = 0,1π Вб

Согласно закону Фарадея, индуцированная ЭДС ε равна скорости изменения магнитного потока:

ε = - ΔФ / Δt

Где Δt - время, за которое происходит изменение потока. Поскольку в задаче не указано время, мы можем предположить, что это значение не влияет на конечный результат, так как нас интересует общий заряд Q, который пройдет через кольцо.

Теперь, используя закон Ома, мы можем найти заряд Q, который проходит через кольцо:

Q = ε * t / R

где:

• R - сопротивление кольца (Ом).
• t - время, в течение которого происходит изменение.

Подставим известные значения:

ε = ΔФ / Δt = 0,1π / Δt

Теперь подставим в формулу для заряда:

Q = (0,1π / Δt) * Δt / 0,1 = π Кл

Таким образом, заряд, который пройдет через поперечное сечение кольца при исчезновении магнитного поля, составляет:

Q = π Кл

Это значение показывает, сколько кулонов заряда пройдет через кольцо при условии, что магнитное поле исчезает за некоторый промежуток времени.