При повороте металлического кольца, которое лежит на горизонтальном столе, вокруг горизонтальной оси, направленной

Тема: Электромагнетизм и закон индукции Фарадея

Инструкция: При повороте металлического кольца в магнитном поле происходит изменение магнитного потока сквозь кольцо, что приводит к возникновению электромагнитной индукции и электрическому току в колечке.

Для определения заряда, протекшего через кольцо, нужно использовать закон индукции Фарадея. Согласно этому закону, электродвижущая сила (ЭДС), индуцируемая в контуре, равна скорости изменения магнитного потока сквозь этот контур.

Так как кольцо поворачивается на угол 90 градусов вокруг оси, направленной на север, магнитный поток, проникающий через кольцо, меняется согласно закону синуса:
Φ = B * A * sin(θ),
где B - вертикальная составляющая магнитного поля земли, A - площадь кольца (π * r^2), θ - угол поворота кольца.

Теперь мы можем применить закон индукции Фарадея:
ЭДС = -dΦ/dt,
где dΦ/dt - производная магнитного потока по времени. Так как время не указано, предположим, что изменение происходит достаточно медленно, и dΦ/dt = 0.

Тогда ЭДС = 0 и заряд, протекший через кольцо, равен нулю.

Например: Заряд, протекший через кольцо при его повороте на угол 90 градусов вокруг горизонтальной оси, направленной на север и находящегося в вертикальной составляющей магнитного поля земли, равен нулю.

Совет: Для лучшего понимания электромагнетизма и закона индукции Фарадея, рекомендуется изучать примеры и проводить эксперименты, связанные с индукцией тока в различных ситуациях. Освоение правил и формул будет значительно проще при наличии опыта и интуитивного понимания.

Дополнительное задание: В кольце радиусом 5 см происходит изменение магнитного потока согласно закону Фарадея на скорости 2 Тл/с. Какая ЭДС и заряд будет индуцирована в кольце? (Используйте известные значения для площади кольца и вертикальной составляющей магнитного поля земли)