Запиши ответ Проволочный виток площадью S = 17 см2 и сопротивлением R = 4 Ом на ходится в однородном магнитном поле с индукцией В = 200 мТл. Линии индукции поля перпендикулярны…
Запиши ответ Проволочный виток площадью S = 17 см2 и сопротивлением R = 4 Ом на ходится в однородном магнитном поле с индукцией В = 200 мТл. Линии индукции поля перпендикулярны плоскости витка (см. рис.). Какой заря д Q протечёт по витку, если его плоскость повернуть на угол = 180°? Ответ вырази в микрокулонах, округлив до целого значения.
Чтобы найти заряд \( Q \), который протечёт по витку, когда его плоскость поворачивается на угол \( \phi = 180^\circ \), можно воспользоваться законом электромагнитной индукции Фарадея. Этот закон гласит, что индуцированная ЭДС (электродвижущая сила) пропорциональна скорости изменения магнитного потока через виток.
Найдём магнитный поток \( \Phi \) через виток: \[ \Phi = B \cdot S \] где \( B \) — магнитная индукция, \( S \) — площадь витка. Подставим известные значения: \[ B = 200 \, \text{мТл} = 0.2 \, \text{Тл} \] \[ S = 17 \, \text{см}^2 = 17 \times 10^{-4} \, \text{м}^2 = 0.0017 \, \text{м}^2 \] Теперь подставим эти значения в формулу для магнитного потока: \[ \Phi = 0.2 \, \text{Тл} \cdot 0.0017 \, \text{м}^2 = 0.00034 \, \text{Вт} \cdot \text{с} \quad (\text{или } \text{Вб}) \]
Найдём изменение потока \( \Delta \Phi \): Поскольку виток вращается на \( 180^\circ \), изменение потока составит: \[ \Delta \Phi = \Phi_{\text{начальная}} - \Phi_{\text{конечная}} = \Phi - (-\Phi) = 2\Phi \] Таким образом: \[ \Delta \Phi = 2 \cdot 0.00034 \, \text{Вб} = 0.00068 \, \text{Вб} \]
Найдём индуцированную ЭДС \( \mathcal{E} \): Согласно закону Фарадея, индуцированная ЭДС рассчитывается по формуле: \[ \mathcal{E} = -\frac{\Delta \Phi}{\Delta t} \] Здесь мы не знаем \( \Delta t \) (время изменения потока), поэтому пройдём к вычислению заряда \( Q \) через закон Ома: \[ Q = \frac{\mathcal{E} \cdot \Delta t}{R} \] Из формулы для ЭДС можно выразить заряд \( Q \): \[ Q = \frac{\Delta \Phi}{R} \]
Подставим значения в формулу для заряда: \[ Q = \frac{0.00068 \, \text{Вб}}{4 \, \text{Ом}} = 0.00017 \, \text{Кл} \]
Переведём заряд в микрокулоны: \[ Q = 0.00017 \, \text{Кл} = 0.00017 \times 10^6 \, \mu\text{Кл} = 170 \, \mu\text{Кл} \]
Таким образом, заряд \( Q \), который протечёт по витку в результате поворота плоскости на угол 180°, равен 170 микрокулонов.
