Вопрос задан 26.02.2025 в 20:00. Предмет Физика. Спрашивает Орлов Иван.

Решите задачу: В катушке с площадью поперечного сечения 5 см^2 индукция однородного магнитного поля равномерно уменьшается от 200 до 50 мТл за 5 мс. Линии магнитной индукции параллельны оси катушки.
А) Определите изменение магнитного потока в катушке.
Б) Чему равна ЭДС индукции, возникшей в катушке, если в ней 500 витков?
В) Чему равна сила индукционного тока, возникшего в катушке?Катушка изготовлена из медного провода с площадью поперечного сечения 0,25 мм^2? Удельное сопротивление меди 1,7 • 10-8 Ом • м.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Райская Вероника.

Задача состоит из нескольких частей, которые нужно решить последовательно. Давайте разберем каждую часть по очереди.

Дано:

  • Площадь поперечного сечения катушки Sкат=5см2=5×104м2S_{\text{кат}} = 5 \, \text{см}^2 = 5 \times 10^{-4} \, \text{м}^2.
  • Магнитная индукция изменяется от B1=200мТл=200×103ТлB_1 = 200 \, \text{мТл} = 200 \times 10^{-3} \, \text{Тл} до B2=50мТл=50×103ТлB_2 = 50 \, \text{мТл} = 50 \times 10^{-3} \, \text{Тл} за Δt=5мс=5×103с\Delta t = 5 \, \text{мс} = 5 \times 10^{-3} \, \text{с}.
  • Количество витков в катушке N=500N = 500.
  • Площадь поперечного сечения провода катушки Sпров=0,25мм2=0,25×106м2S_{\text{пров}} = 0,25 \, \text{мм}^2 = 0,25 \times 10^{-6} \, \text{м}^2.
  • Удельное сопротивление меди ρ=1,7×108Ωм\rho = 1,7 \times 10^{-8} \, \Omega \cdot \text{м}.

А) Определим изменение магнитного потока в катушке

Магнитный поток через катушку можно вычислить по формуле:

Φ=BSкат.\Phi = B \cdot S_{\text{кат}}.

Изменение магнитного потока будет равно разности потока на конце и в начале изменения магнитной индукции.

  1. Поток при B1B_1:
Φ1=B1Sкат=(200×103Тл)(5×104м2)=0,1×103Вб=1×104Вб.\Phi_1 = B_1 \cdot S_{\text{кат}} = (200 \times 10^{-3} \, \text{Тл}) \cdot (5 \times 10^{-4} \, \text{м}^2) = 0,1 \times 10^{-3} \, \text{Вб} = 1 \times 10^{-4} \, \text{Вб}.
  1. Поток при B2B_2:
Φ2=B2Sкат=(50×103Тл)(5×104м2)=0,025×103Вб=2,5×105Вб.\Phi_2 = B_2 \cdot S_{\text{кат}} = (50 \times 10^{-3} \, \text{Тл}) \cdot (5 \times 10^{-4} \, \text{м}^2) = 0,025 \times 10^{-3} \, \text{Вб} = 2,5 \times 10^{-5} \, \text{Вб}.

Изменение магнитного потока:

ΔΦ=Φ2Φ1=(2,5×1051×104)Вб=7,5×105Вб.\Delta \Phi = \Phi_2 - \Phi_1 = (2,5 \times 10^{-5} - 1 \times 10^{-4}) \, \text{Вб} = -7,5 \times 10^{-5} \, \text{Вб}.

Итак, изменение магнитного потока в катушке равно ΔΦ=7,5×105Вб\Delta \Phi = -7,5 \times 10^{-5} \, \text{Вб}.

Б) Определим ЭДС индукции

ЭДС индукции в катушке можно найти с использованием закона Фарадея:

E=NΔΦΔt.\mathcal{E} = -N \cdot \frac{\Delta \Phi}{\Delta t}.

Подставляем значения:

E=5007,5×105Вб5×103с=50015×103В=7,5В.\mathcal{E} = -500 \cdot \frac{-7,5 \times 10^{-5} \, \text{Вб}}{5 \times 10^{-3} \, \text{с}} = 500 \cdot 15 \times 10^{-3} \, \text{В} = 7,5 \, \text{В}.

Таким образом, ЭДС индукции равна E=7,5В\mathcal{E} = 7,5 \, \text{В}.

В) Определим силу индукционного тока

Для нахождения силы тока, воспользуемся законом Ома для катушки:

I=ER,I = \frac{\mathcal{E}}{R},

где RR — сопротивление катушки.

Сопротивление катушки рассчитывается по формуле:

R=ρLSпров,R = \rho \cdot \frac{L}{S_{\text{пров}}},

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос