Вопрос задан 19.11.2024 в 18:42. Предмет Физика. Спрашивает Дранговская Саша.

В магнитном поле индукцией В = 0,2 Тл вращается с постоянной частотой стержень длиной l = 10 см. Ось вращения проходит через конец стержня и параллельна линиям индукции магнитного поля. Найдите частоту вращения v стержня, если на его концах возникает ЭДС индукции εi = 0,01 В.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Фламенкова Саша.

Для решения задачи необходимо воспользоваться законом электромагнитной индукции Фарадея и формулой для ЭДС индукции, возникающей в проводнике, который вращается в магнитном поле.

Дано:

  • Индукция магнитного поля B=0,2ТлB = 0,2 \, \text{Тл},
  • Длина стержня l=0,1мl = 0,1 \, \text{м} (так как 10 см = 0,1 м),
  • ЭДС индукции εi=0,01В\varepsilon_i = 0,01 \, \text{В}.

Также известно, что стержень вращается вокруг оси, проходящей через его конец, а ось параллельна линиям индукции магнитного поля. В этом случае ЭДС индукции можно вычислить по следующей формуле:

εi=12Bl2ω\varepsilon_i = \frac{1}{2} B l^2 \omega

где:

  • εi\varepsilon_i — ЭДС индукции,
  • BB — индукция магнитного поля,
  • ll — длина стержня,
  • ω\omega — угловая скорость вращения стержня.

Из формулы видно, что нам нужно выразить угловую скорость ω\omega. Для этого выразим её из уравнения:

ω=2εiBl2\omega = \frac{2 \varepsilon_i}{B l^2}

Подставим известные значения в формулу:

ω=2×0,010,2×(0,1)2=0,020,2×0,01=0,020,002=10рад/с.\omega = \frac{2 \times 0,01}{0,2 \times (0,1)^2} = \frac{0,02}{0,2 \times 0,01} = \frac{0,02}{0,002} = 10 \, \text{рад/с}.

Теперь необходимо найти частоту вращения vv. Угловая скорость ω\omega и частота связаны следующим соотношением:

ω=2πv\omega = 2 \pi v

Отсюда частота:

v=ω2π=102π106,281,59Гц.v = \frac{\omega}{2 \pi} = \frac{10}{2 \pi} \approx \frac{10}{6,28} \approx 1,59 \, \text{Гц}.

Таким образом, частота вращения стержня составляет примерно 1,59Гц1,59 \, \text{Гц}.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос