Плоский проволочный виток находится в однородном магнитном поле, где вектор индукции перпендикулярен плоскости витка. Как можно определить площадь витка, если ЭДС индукции, возникающая при равномерном изменении модуля магнитной индукции от B1=0,15 Тл до B2=0,05 Тл за время ∆t=0,1 с, равна i=410-4 В?
Физика 11 класс Электромагнитная индукция плоский проволочный виток однородное магнитное поле вектор индукции площадь витка ЭДС индукции изменение магнитной индукции время изменения физика 11 класс
Для определения площади витка, используя данные о ЭДС индукции и изменении магнитной индукции, можно воспользоваться законом Фарадея о электромагнитной индукции. Этот закон гласит, что ЭДС индукции (ε) в замкнутом контуре равна отрицательной производной потока магнитного поля через этот контур по времени.
Формула для ЭДС индукции выглядит следующим образом:
ε = -dΦ/dt
Где Φ - магнитный поток, который определяется как:
Φ = B * S
где B - магнитная индукция, S - площадь витка.
Теперь, если магнитная индукция изменяется от B1 до B2, то изменение магнитного потока будет равно:
ΔΦ = Φ2 - Φ1 = (B2 * S) - (B1 * S) = S * (B2 - B1)
Подставим это в формулу для ЭДС:
ε = -ΔΦ/Δt = -S * (B2 - B1) / Δt
Так как мы знаем, что ЭДС индукции равна i = 410-4 В, можем записать уравнение:
410 * 10-4 = S * (B2 - B1) / Δt
Теперь подставим известные значения:
Сначала вычислим (B2 - B1):
B2 - B1 = 0,05 Тл - 0,15 Тл = -0,10 Тл
Теперь подставим это значение в уравнение для ЭДС:
410 * 10-4 = S * (-0,10) / 0,1
Упрощая уравнение, получаем:
410 * 10-4 = -S
Отсюда следует:
S = -410 * 10-4 * (-0,1) = 410 * 10-4 * 10 = 4,1 * 10-3 м2
Таким образом, площадь витка составляет:
S = 4,1 * 10-3 м2