Каково сопротивление рамки, если она находится в однородном магнитном поле с индукцией B = 5·10^-3 Тл, имеет площадь

Тема: Сопротивление рамки в магнитном поле

Описание:
Для определения сопротивления рамки в магнитном поле необходимо использовать закон электромагнитной индукции Фарадея. Этот закон гласит, что вихревое электрическое поле, индуцированное изменением магнитного потока через замкнутую контурную поверхность равноценно проводнику, приводит к появлению электродвижущей силы (ЭДС) в этом контуре.

Формула для нахождения ЭДС Фарадея в случае изменения магнитного потока через площадь рамки равна:

ЭДС = -dФ/dt

где dФ/dt обозначает временную производную магнитного потока, который проникает через площадь рамки.

В данной задаче магнитное поле является однородным, индукция B равняется 5·10^-3 Тл, площадь S равна 0,03 м^2, а рамка изначально находится под углом 30° к вектору индукции B.

При повороте рамки так, чтобы вектор индукции стал параллельным плоскости рамки, магнитный поток через нее изменяется.

Для нахождения ЭДС Фарадея используем следующую формулу:

ЭДС = B * S * v * sin(α),

где B - индукция магнитного поля, S - площадь рамки, v - скорость изменения магнитного потока, α - угол между вектором индукции магнитного поля и плоскостью рамки.

Вычислим скорость изменения магнитного потока v:

v = dΦ/dt,

где Φ - магнитный поток.

Так как рамка развернута так, что вектор стал параллелен плоскости рамки, магнитный поток через рамку становится равным нулю:

v = dΦ/dt = 0.

Таким образом, ЭДС Фарадея равна нулю, и следовательно, сопротивление рамки в магнитном поле также равно нулю.

Демонстрация:
Задача: Каково сопротивление рамки, если она находится в однородном магнитном поле с индукцией B = 5·10^-3 Тл, имеет площадь S = 0,03 м^2 и начально расположена под углом α = 30° к вектору индукции магнитного поля (рис.26), а затем развернута так, чтобы вектор стал параллелен плоскости рамки, через которую протекает заряд q.

Совет:
Для лучшего понимания данной темы, рекомендуется ознакомиться с основами электромагнитной индукции и законом Фарадея. Важно также понимать геометрическую связь между вектором индукции магнитного поля и плоскостью рамки, а также понимать понятие магнитного потока и его изменения.

Закрепляющее упражнение:
Что произойдет с сопротивлением рамки, если изменить индукцию магнитного поля на B = 8·10^-3 Тл и угол α равен 60°?