Что такое электрический заряд, возникающий за время поворота через гальванометр, включенный в плоский замкнутый
Что такое электрический заряд, возникающий за время поворота через гальванометр, включенный в плоский замкнутый проводящий контур сопротивлением 5 ом и площадью 20 см2, расположенный в магнитном поле с индукцией 0,03 тл таким образом, что его плоскость параллельна линиям магнитной индукции, когда контур поворачивается на угол 90 градусов, а его плоскость располагается перпендикулярно линиям индукции?
24.11.2023 08:20
Разъяснение:
Электрический заряд, возникающий за время поворота через гальванометр, связан с явлением электромагнитной индукции. Это явление описывается законом полного магнитного потока, который гласит, что электромагнитная индукция (ЭДС индукции) в замкнутом проводящем контуре пропорциональна скорости изменения магнитного потока через этот контур.
В данной задаче у нас имеется повернутый проводящий контур площадью 20 см², который расположен в магнитном поле с индукцией 0,03 Тл. Когда контур поворачивается на угол 90 градусов, его плоскость располагается перпендикулярно линиям индукции. Нам необходимо найти электрический заряд, который возникает за время этого поворота.
Для решения задачи мы можем использовать формулу для ЭДС индукции:
ЭДС индукции (E) = -n * Δφ/Δt,
где n - число витков контура, Δφ - изменение магнитного потока через контур, Δt - время изменения магнитного потока.
В данном случае, угол поворота контура равен 90 градусов, что составляет 1/4 полного оборота. Таким образом, можем записать:
Δφ = (1/4) * B * A,
где B - индукция магнитного поля, A - площадь контура.
Подставляя значения, получаем:
Δφ = (1/4) * 0,03 Тл * 20 см² = 0,015 Вб.
Теперь, мы можем найти электрический заряд, используя формулу:
Q = E / R,
где Q - заряд, E - ЭДС индукции, R - сопротивление контура.
Подставляя значения, получаем:
Q = 0,015 Вб / 5 Ом = 0,003 Кл (килокулон).
Таким образом, электрический заряд, возникающий за время поворота через гальванометр, составляет 0,003 Кл.
Совет: Для лучшего понимания электромагнитной индукции, рекомендуется изучить закон Фарадея и знать основные формулы, связанные с этим законом.
Задание для закрепления: Что произойдет с электрическим зарядом, возникающим в контуре, если угол поворота будет увеличиваться? Объясните свой ответ с помощью закона полного магнитного потока.
Объяснение:
В данной задаче рассматривается поведение заряженных частиц при прохождении через гальванометр в магнитном поле. При повороте контура на угол 90 градусов, заряд, возникающий за это время, можно вычислить с помощью формулы Фарадея для электромагнитной индукции:
ЭДС индукции создается в проводящем контуре и равна произведению магнитной индукции поля на площадь контура, умноженные на синус угла между направлением движения контура и направлением магнитного поля:
ЭДС = B * A * sinθ,
где B - магнитная индукция,
A - площадь контура,
θ - угол между направлением движения контура и направлением магнитного поля.
В нашем случае, магнитная индукция B = 0,03 Тл, площадь контура A = 20 см2 = 0,002 м2, угол поворота θ = 90°. Подставляя значения в формулу, получаем:
ЭДС = 0,03 Тл * 0,002 м2 * sin(90°) = 0,06 В.
Таким образом, электрический заряд, возникающий за время поворота через гальванометр, равен 0,06 Кл (или 60 мКл).
Дополнительный материал:
Чтобы найти электрический заряд, возникающий за время поворота контура на угол 90 градусов в данном гальванометре, необходимо использовать формулу Фарадея для электромагнитной индукции: ЭДС = B * A * sinθ.
Совет:
Чтобы лучше понять данную тему, рекомендуется ознакомиться с понятием электромагнитного воздействия, изучить формулу Фарадея и примеры ее использования.
Проверочное упражнение:
Изменится ли получившийся электрический заряд, если площадь контура увеличится в 2 раза, а сопротивление останется неизменным? Если да, то насколько?