Давайте разберемся с задачей поэтапно и подробно.
Дано:
- Сопротивление цепи \( R = 0{,}5\,\Omega \)
- Длина проводника \( l = 20\,\textсм = 0,2\,\м \)
- Скорость движения проводника \( v = 15\,\м/\с \)
- Магнитная индукция поля \( B = 3\,\Тл \)
- Проводник движется перпендикулярно линиям магнитного поля.
Задача: Найти силу тока, возникающую в замкнутом коротком проводнике при его движении в магнитном поле.
Теоретическая база:
Когда проводник движется в магнитном поле под углом 90°, в нем возникает электродвижущая сила (ЭДС) — феномен индукции при движении проводника, описываемый законом Фарадея для движущейся проводки:
\[ \mathcal{E} = B l v \sin \theta \]
где:
- \( B \) — магнитная индукция,
- \( l \) — длина проводника,
- \( v \) — скорость движения,
- \( \theta \) — угол между направлением движения и линиями магнитного поля.
Так как движение перпендикулярно линиям магнитного поля, значит \( \theta = 90^\circ \), и:
\[ \sin 90^\circ = 1 \]
следовательно,
\[ \mathcal{E} = B l v \]
Шаг 1: Вычислим электродвижущую силу \(\mathcal{E}\):
\[ \mathcal{E} = B \times l \times v \]
Подставим значения:
\[ \mathcal{E} = 3\,\Тл \times 0,2\,\м \times 15\,\м/\с \]
\[ \mathcal{E} = 3 \times 0,2 \times 15 \]
\[ \mathcal{E} = (3 \times 0,2) \times 15 = 0,6 \times 15 = 9\,\В \]
Шаг 2: Найдем силу тока \( I \) по закону Ома:
\[ I = \frac{\mathcal{E}}{R} \]
Подставим значение:
\[ I = \frac{9\,\В}{0,5\,\Ом} = 18\,\А \]
Ответ:
Сила тока в проводнике составит 18 ампер.
Если есть дополнительные вопросы или нужны пояснения по какому-либо шагу — обращайтесь!