В магнитном поле с индукцией 0,2 Тл вращается квадратная рамка со стороной 2 см. Вектор магнитной индукции однородного магнитного поля перпендикулярен оси вращения рамки. Какое максимальное значение ЭДС (в мВ) будет индуцировано в рамке при частоте её вращения 50 Гц?

Физика Колледж Электромагнитная индукция магнитное поле индукция 0,2 Тл вращающаяся рамка квадратная рамка сторона 2 см ЭДС частота вращения 50 Гц максимальное значение ЭДС однородное магнитное поле Новый

Для решения задачи о максимальной ЭДС, индуцируемой в вращающейся рамке в магнитном поле, нам нужно воспользоваться формулой, которая связывает магнитный поток, скорость вращения и магнитную индукцию.

Шаг 1: Определим площадь рамки.

• Сторона рамки равна 2 см, что в метрах будет 0,02 м.
• Площадь рамки (A) рассчитывается по формуле: A = сторона * сторона = 0,02 м * 0,02 м = 0,0004 м².

Шаг 2: Найдем максимальный магнитный поток.

• Магнитный поток (Φ) через рамку определяется как: Φ = B * A, где B - магнитная индукция.
• Подставляем значения: Φ = 0,2 Тл * 0,0004 м² = 0,00008 Вб (вебер).

Шаг 3: Определим частоту вращения и угловую скорость.

• Частота вращения (f) равна 50 Гц.
• Угловая скорость (ω) связана с частотой: ω = 2 * π * f = 2 * π * 50 ≈ 314,16 рад/с.

Шаг 4: Рассчитаем максимальную ЭДС.

• Максимальная ЭДС (ε) индуцируется по формуле: ε = -dΦ/dt.
• Для вращающейся рамки: ε = ω * Φ (при максимальном значении). Подставляем значения: ε = 314,16 рад/с * 0,00008 Вб.
• Вычисляем: ε ≈ 0,025133 мВ.

Шаг 5: Переведем в милливольты.

• 0,025133 В = 25,133 мВ.

Ответ: Максимальное значение ЭДС, индуцированной в рамке, составляет примерно 25,1 мВ.