Тонкое медное кольцо площадью 100 см2
расположено во внеш­нем магнитном поле так, что плоскость кольца
перпендикулярна линиям магнитной индукции. За 2 мс магнитная индукция рав­номерно
увеличивается от 10 до 20 мТл. Определите модуль ЭДС индукции, возникающей при
этом.

Для решения этой задачи мы будем использовать закон электромагнитной индукции Фарадея. Закон гласит, что индуцированная электродвижущая сила (ЭДС) в замкнутой цепи пропорциональна скорости изменения магнитного потока через цепь. Формула для этого выглядит следующим образом:

$\varepsilon = -\frac{\Delta \Phi}{\Delta t}$

где:

• $\varepsilon$ — модуль ЭДС индукции,
• $\Delta \Phi$ — изменение магнитного потока,
• $\Delta t$ — время, за которое происходит это изменение.

Магнитный поток $\Phi$ определяется как произведение магнитной индукции $B$ на площадь $S$ и косинус угла $\theta$ между нормалью к площади и направлением магнитного поля. В вашем случае плоскость кольца перпендикулярна линиям магнитной индукции, так что $\theta = 0$ градусов и $\cos(\theta) = 1$. Формула магнитного потока:

$\Phi = B \cdot S \cdot \cos(\theta)$

Теперь мы можем приступить к решению задачи.

1. Найдём изменение магнитного потока $\Delta \Phi$: $\Delta \Phi = \Phi_{\text{конечное}} - \Phi_{\text{начальное}}$ $\Phi_{\text{начальное}} = B_{\text{начальное}} \cdot S$ $\Phi_{\text{конечное}} = B_{\text{конечное}} \cdot S$ $\Delta \Phi = (B_{\text{конечное}} - B_{\text{начальное}}) \cdot S$ Подставляя значения $B_{\text{начальное}} = 10 \, \text{мТл} = 10 \times 10^{-3} \, \text{Тл}$, $B_{\text{конечное}} = 20 \, \text{мТл} = 20 \times 10^{-3} \, \text{Тл}$ и $S = 100 \, \text{см}^2 = 100 \times 10^{-4} \, \text{м}^2$, получим: $\Delta \Phi = (20 \times 10^{-3} - 10 \times 10^{-3}) \times 100 \times 10^{-4} \, \text{Тл} \cdot \text{м}^2$

2. Определите время изменения $\Delta t$ в секундах: $\Delta t = 2 \, \text{мс} = 2 \times 10^{-3} \, \text{с}$

3. Рассчитаем модуль ЭДС индукции: $\varepsilon = -\frac{\Delta \Phi}{\Delta t}$ Поскольку нас интересует только модуль ЭДС, знак минуса, указывающий на направление индуцированной ЭДС по правилу Ленца, можно опустить.

Давайте выполним эти расчёты.

Модуль ЭДС индукции, возникающей в медном кольце, составляет 0.05 Вольт (или 50 милливольт). ​​