Вопрос: Рамка, имеющая форму равностороннего треугольника, помещена в однородное магнитное поле с индукцией В = 80мТл. Перпендикуляр к плоскости рамки составляет с направлением магнитного поля угол =30º. Какова длина стороны рамки, если известно, что среднее значение Э.Д.С. индукции, возникающей в ней при выключении поля в течение 0,03 с, равно =10 мВ?
Физика11 классЭлектромагнитная индукцияфизика11 классравносторонний треугольникмагнитное полеиндукцияуголЭ.Д.С. индукциивыключение полядлина стороны рамки80 мТл30º0,03 с10 мВ
Давайте решим задачу о рамке в магнитном поле, шаг за шагом.
Мы знаем, что в результате изменения магнитного поля в рамке возникает электродвижущая сила (Э.Д.С.),которую можно рассчитать по формуле:
Э.Д.С. (e) = - (dB * S * cos(A)) / dt
Где:
В нашем случае:
Подставим известные значения в формулу:
10 * 10^-3 = (80 * 10^-3 * S * (√3/2)) / 0,03
Теперь решим это уравнение относительно площади S:
S = (10 * 10^-3 * 0,03) / (80 * 10^-3 * (√3/2))
Упростим выражение:
S = (10 * 0,03) / (80 * (√3/2)) = 0,003 / (40 * √3)
Теперь, чтобы найти длину стороны рамки, которая имеет форму равностороннего треугольника, используем формулу площади треугольника:
S = (a² * √3) / 4
Где a - длина стороны треугольника. Подставим выражение для площади:
(a² * √3) / 4 = 0,003 / (40 * √3)
Умножим обе стороны на 4:
a² * √3 = (0,003 * 4) / (40 * √3)
Переносим √3 в правую часть:
a² = (0,003 * 4) / (40 * 3) = 0,0003
Теперь найдем a:
a = √(0,0003) = 0,01732 м
Или в сантиметрах:
a ≈ 0,1732 м = 17,32 см.
Таким образом, длина стороны рамки составляет примерно 17,32 см.