На рисунке показана зависимость модуля индукции магнитного поля от времени. В проводящем кольце радиусом r=4см и сопротивлением R=0,15Ом необходимо определить силу индукционного тока в кольце в момент времени t=1,5с, учитывая, что линии индукции магнитного поля перпендикулярны плоскости кольца. Какова сила индукционного тока в данном случае?
Физика 11 класс Электромагнитная индукция
Чтобы определить силу индукционного тока в проводящем кольце, необходимо воспользоваться законом Фарадея о электромагнитной индукции и законом Ома. Начнем с шагов решения задачи:
Теперь, зная B, можем рассчитать магнитный поток:
Φ = B * S = 0,2 Тл * 5,0265 * 10^-3 м² ≈ 1,0053 * 10^-3 Вб.
ε = -dΦ/dt.
Если на графике видно, что магнитная индукция изменяется линейно во времени, можно взять значение изменения потока за небольшой промежуток времени. Если, например, в момент времени t=1,5с магнитный поток изменился с 0,1 Вб до 1,0053 * 10^-3 Вб за 0,5с, то:
ε = - (1,0053 * 10^-3 Вб - 0,1 Вб) / 0,5с ≈ 1,8106 * 10^-3 В.
I = ε / R,
где R = 0,15 Ом — сопротивление кольца.
Подставляем значения:
I = (1,8106 * 10^-3 В) / (0,15 Ом) ≈ 0,01207 А.
Таким образом, сила индукционного тока в кольце в момент времени t=1,5с составляет примерно 0,01207 А, или 12,07 мА.