Какая работа выполняется индукционным током в течение времени δt = 0,5 с, когда прямоугольная проволочная рамка
Какая работа выполняется индукционным током в течение времени δt = 0,5 с, когда прямоугольная проволочная рамка со сторонами а = 5 см и b = 10 см со скоростью v = 1 м/с входит в область однородного магнитного поля с индукцией |В| = 0,01 Тл, направленной перпендикулярно плоскости рамки? Сопротивление рамки составляет r = 0,01 Ом.
03.12.2023 11:20
Пояснение:
При движении проводящей рамки в магнитном поле возникает индукционный ток. Рамка представляет собой проводник, в котором при прохождении тока происходит перемещение заряда. Работа индукционного тока в проволочной рамке вычисляется по формуле:
W = I * Δϕ,
где W - работа, I - индукционный ток, Δϕ - меняющийся магнитный поток сквозь рамку.
Магнитный поток сквозь проволочную рамку вычисляется по формуле:
Φ = B * A,
где Φ - магнитный поток, B - индукция магнитного поля, A - площадь рамки.
Таким образом, для вычисления работы индукционного тока в проволочной рамке нужно умножить индукцию магнитного поля на площадь рамки и на величину индукционного тока.
Дополнительный материал:
Дано: a = 5 см = 0,05 м, b = 10 см = 0,1 м, v = 1 м/с, |В| = 0,01 Тл, r = 0,01 Ом.
Найти работу индукционного тока.
Решение:
Площадь рамки A = a * b = 0,05 м * 0,1 м = 0,005 м².
Индукционный ток I = U / R, где U - напряжение на рамке, R - сопротивление рамки.
По уравнению давления U = F / q, где F - сила Лоренца, q - заряд.
F = B * I * l, где l - длина проволоки рамки.
B = |В| = 0,01 Тл.
Работа W = I * Δϕ = I * (B * A) = (U / R) * (B * A).
Теперь, подставим значения и вычислим:
W = (1 В / 0,01 Ом) * (0,01 Тл * 0,005 м²) = 0,1 * 0,00005 Дж = 5 * 10^-6 Дж.
Совет:
Для лучшего понимания темы рекомендуется изучить основные законы электромагнетизма, такие как закон Фарадея и закон Ленца. Также полезно вникнуть в связь между силой Лоренца, индукцией магнитного поля и движением проводника в магнитном поле.
Закрепляющее упражнение:
Найдите работу индукционного тока, если размеры рамки увеличиваются вдвое, а скорость ее движения уменьшается вдвое. Рамка входит в область магнитного поля с индукцией 0,02 Тл и имеет сопротивление 0,05 Ом. Ответ дайте в джоулях.