Чтобы поток через рамку, находящуюся в однородном магнитном поле, был равен нулю, каким образом её следует расположить?

Суть вопроса: Магнитное поле и поток через рамку

Расположение рамки для равенства нулю потока

Для того чтобы поток через рамку, находящуюся в однородном магнитном поле, был равен нулю, необходимо расположить рамку перпендикулярно линиям магнитной индукции, т.е. вариант ответа (б).

Обоснование

Поток магнитного поля через площадку рамки определяется формулой:
Ф = B * A * cos(θ),
где B - магнитная индукция, A - площадь петли рамки, θ - угол между магнитной индукцией и нормалью к плоскости рамки.

Когда рамка расположена параллельно линиям магнитной индукции (вариант а), угол θ равен нулю или 180 градусов. В этом случае, так как косинус нулевого угла равен 1, поток магнитного поля будет максимальным.

Когда рамка расположена под любым углом к линиям магнитной индукции (вариант г), угол θ может быть различным. Таким образом, поток через рамку будет ненулевым.

Только при расположении рамки перпендикулярно линиям магнитной индукции (вариант б) угол θ будет 90 градусов, а косинус 90 градусов равен нулю. Поэтому поток магнитного поля через рамку будет нулевым.

Демонстрация

Если у нас есть рамка, в которой проводится электрический ток, и она находится в однородном магнитном поле, характеризующемся магнитной индукцией величиной B, и мы хотим, чтобы поток магнитного поля через данную рамку был нулевым. Мы должны расположить рамку перпендикулярно линиям магнитной индукции.

Совет

Для лучшего понимания темы магнитного поля и потоков магнитного поля, рекомендуется ознакомиться с законом Фарадея и законом электромагнитной индукции. Эти законы помогут вам лучше понять взаимодействие электрического поля и магнитного поля, а также их влияние на рамки и потоки через них.

Проверочное упражнение

Как будет изменяться поток магнитного поля через рамку, если её ориентация будет изменяться от параллельного положения к перпендикулярному?