Кольцеобразная петля радиусом 5 см, состоящая из 50 витков тонкого медного провода, находится в однородном магнитном поле так, что плоскость петли перпендикулярна линиям индукции магнитного поля. Индукция магнитного поля равна 1 Тл. Какое среднее значение ЭДС индукции будет в петле, если индукция магнитного поля равномерно уменьшится до нуля за 0,3 с?

Физика Колледж Электромагнитная индукция ЭДС индукции магнитное поле кольцеобразная петля витки провода радиус петли индукция магнитного поля изменение индукции физика 12 класс закон Фарадея среднее значение ЭДС Новый

Для нахождения среднего значения ЭДС индукции в кольцеобразной петле, когда магнитная индукция изменяется, мы можем использовать закон Фарадея. Он гласит, что ЭДС индукции в контуре равна изменению магнитного потока через этот контур за единицу времени.

Шаг 1: Определим магнитный поток через петлю.

• Магнитный поток Ф определяется как произведение магнитной индукции B на площадь S, через которую проходит магнитное поле:
• Ф = B * S.

Шаг 2: Найдем площадь S кольца.

• Площадь круга можно вычислить по формуле:
• S = π * r^2, где r - радиус кольца.
• В нашем случае r = 5 см = 0,05 м.
• Таким образом, S = π * (0,05)^2 ≈ 7,85 * 10^-3 м².

Шаг 3: Найдем начальный магнитный поток Ф1 и конечный магнитный поток Ф2.

• Начальный магнитный поток Ф1, когда B = 1 Тл:
• Ф1 = B1 * S = 1 Тл * 7,85 * 10^-3 м² ≈ 7,85 * 10^-3 Вб.
• Конечный магнитный поток Ф2, когда B = 0 Тл:
• Ф2 = 0 Тл * 7,85 * 10^-3 м² = 0 Вб.

Шаг 4: Найдем изменение магнитного потока ΔФ.

• ΔФ = Ф2 - Ф1 = 0 - 7,85 * 10^-3 Вб = -7,85 * 10^-3 Вб.

Шаг 5: Используем закон Фарадея для нахождения ЭДС индукции.

• ЭДС индукции ε = -ΔФ/Δt, где Δt - время изменения потока.
• Δt = 0,3 с.
• Теперь подставим значения:
• ε = -(-7,85 * 10^-3 Вб) / 0,3 с ≈ 2,62 * 10^-2 В.

Шаг 6: Учитываем количество витков N.

• Так как у нас 50 витков, то общее значение ЭДС будет:
• ε_общ = N * ε = 50 * 2,62 * 10^-2 В ≈ 1,31 В.

Ответ: Среднее значение ЭДС индукции в петле составляет примерно 1,31 В.