Сколько теплоты выделится в алюминиевом кольце сопротивлением 10 Ом при изменении магнитного потока от 10 Вб до 20 Вб в течение 0,01с ,пронизывающего контур кольца перпендекулярно? (ответ в Дж)

Для того чтобы найти, сколько теплоты выделится в алюминиевом кольце, воспользуемся законом Джоуля-Ленца, который говорит о том, что теплота $Q$, выделяющаяся при прохождении тока через проводник, рассчитывается по формуле:

где:

• $I$ — сила тока,
• $R$ — сопротивление кольца,
• $t$ — время.

Но прежде чем использовать эту формулу, нужно найти силу тока $I$, которая возникает в кольце из-за изменения магнитного потока. Это изменение приводит к возникновению электродвижущей силы (ЭДС) индукции в кольце, согласно закону Фарадея.

Шаг 1. Найдем ЭДС индукции.

Закон Фарадея для индукции гласит, что индуцированная ЭДС пропорциональна скорости изменения магнитного потока:

где $\Phi_B$ — магнитный поток, который равен произведению магнитной индукции на площадь поперечного сечения кольца. Поток изменяется от $\Phi_{B1} = 10 \, \text{Вб}$ до $\Phi_{B2} = 20 \, \text{Вб}$ за время $\Delta t = 0,01 \, \text{с}$.

Тогда изменение магнитного потока будет:

Теперь можем найти ЭДС индукции:

(минус в уравнении указывает на направление ЭДС, но для расчета тепла нам важен только модуль).

Таким образом, индуцированная ЭДС равна 1000 В.

Шаг 2. Рассчитаем ток в кольце.

Сила тока в контуре определяется по закону Ома:

где $R = 10 \, \Omega$ — сопротивление кольца. Подставим значения:

Шаг 3. Рассчитаем количество теплоты.

Теперь, когда мы знаем ток, можем найти количество теплоты, которое выделяется в кольце:

Ответ:

Количество теплоты, которое выделится в алюминиевом кольце, равно 1000 Дж.