Круговой контур радиусом 2 см помещен в однородное магнитное поле с индукцией 0.2 Тл. Плоскость контура перпендикулярна направлению магнитного поля. Сопротивление контура составляет 1 Ом. Какое количество электричества пройдет через катушку при ее повороте на угол 90°? Ответ дайте в мКл с точностью до двух значащих цифр.

Физика 11 класс Электромагнитная индукция круговой контур магнитное поле индукция сопротивление электричество поворот катушки угол 90° Мкл физика 11 класс Новый

Для решения задачи нам необходимо использовать закон Фарадея о электромагнитной индукции, который гласит, что ЭДС (электродвижущая сила) индукции в замкнутом контуре равна отрицательной величине производной потока магнитного поля через этот контур по времени.

В нашем случае, контур имеет радиус r = 2 см, что равно 0.02 м. Магнитная индукция B = 0.2 Тл. Сопротивление R = 1 Ом. Плоскость контура перпендикулярна направлению магнитного поля, и мы поворачиваем его на угол 90°.

Шаги решения:

1. Найдем начальный магнитный поток (Φ₁):
• Формула для магнитного потока: Φ = B * S, где S - площадь контура.
• Площадь круга: S = π * r² = π * (0.02)² = π * 0.0004 м².
• Таким образом, Φ₁ = 0.2 Тл * π * 0.0004 м² ≈ 0.0002513 Вб.
2. Найдем конечный магнитный поток (Φ₂):
• После поворота на 90° плоскость контура станет перпендикулярной магнитному полю, следовательно, магнитный поток станет равен нулю: Φ₂ = 0 Вб.
3. Найдем изменение магнитного потока (ΔΦ):
• ΔΦ = Φ₂ - Φ₁ = 0 - 0.0002513 = -0.0002513 Вб.
4. Найдем ЭДС индукции (ε):
• ЭДС индукции равна изменению потока магнитного поля, деленному на время. Предположим, что поворот происходит мгновенно, поэтому ε = -ΔΦ/Δt.
• Однако, нам не требуется время, так как мы ищем количество электричества, которое пройдет через катушку.
5. Найдем силу тока (I):
• Сила тока I = ε / R.
• Подставим значения: I = 0.0002513 / 1 = 0.0002513 А.
6. Найдем количество электричества (Q):
• Количество электричества Q = I * t. Поскольку t не задано, мы можем считать его равным 1 секунде для простоты.
• Тогда Q = 0.0002513 Кл = 251.3 мКл.

Таким образом, количество электричества, прошедшее через катушку при ее повороте на угол 90°, составляет примерно 250 мКл с точностью до двух значащих цифр.