Какое число оборотов в единицу времени совершает прямоугольная рамка, вращающаяся в однородном магнитном поле с магнитной индукцией 0,5 Тл, если амплитуда наведенной в рамке ЭДС составляет 10 В, площадь рамки равна 200 см2, а число витков равно 20?

Физика 9 класс Электромагнитная индукция число оборотов прямоугольная рамка магнитное поле магнитная индукция наведенная ЭДС площадь рамки число витков физика 9 класс Новый

Чтобы найти число оборотов в единицу времени, которое совершает рамка, нам нужно использовать формулу для ЭДС, наведенной в рамке, вращающейся в магнитном поле. ЭДС (Электродвижущая сила) в рамке определяется по следующей формуле:

ЭДС = n * B * S * ω * sin(φ)

Где:

• n — число витков (в нашем случае 20 витков);
• B — магнитная индукция (в нашем случае 0,5 Тл);
• S — площадь рамки (в нашем случае 200 см², что нужно перевести в м²);
• ω — угловая скорость в радианах в секунду;
• φ — угол между вектором магнитной индукции и нормалью к рамке.

Для максимальной ЭДС, угол φ равен 90°, тогда sin(φ) = 1. Теперь мы можем упростить формулу:

ЭДС = n * B * S * ω

Теперь подставим известные значения. Сначала преобразуем площадь рамки:

S = 200 см² = 200 / 10000 = 0,02 м²

Теперь подставим все известные значения в формулу:

10 В = 20 * 0,5 Тл * 0,02 м² * ω

Теперь решим это уравнение для ω:

1. Умножим 20, 0,5 и 0,02:
2. 20 * 0,5 = 10;
3. 10 * 0,02 = 0,2;

Таким образом, у нас получается:

10 В = 0,2 * ω

Теперь найдем ω:

ω = 10 / 0,2 = 50 рад/с

Теперь, чтобы найти число оборотов в единицу времени (n), нам нужно перевести угловую скорость в обороты в секунду. Один оборот равен 2π радиан, поэтому:

n = ω / (2π) = 50 / (2 * 3,14) ≈ 7,96 оборотов в секунду.

Таким образом, рамка совершает примерно 8 оборотов в секунду.