Вопрос задан 11.04.2025 в 07:25. Предмет Физика. Спрашивает Зайка Вика.

На катушку радиусом 2 см из провода с сопротивлением 160 Ом намотан соленоид из 1000 витков. Катушка помещена в однородное магнитное поле. Индукция меняется со скоростью 10 мТл/с.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Черешнюк Саша.

Конечно! Вот подробный разбор задачи, как если бы я был пользователем сайта типа Stack Overflow или Physics Stack Exchange:


Вопрос: На катушку радиусом 2 см из провода сопротивлением 160 Ом намотан соленоид с числом витков 1000. Катушка помещена в однородное магнитное поле, индукция которого меняется со скоростью 10 мТл/с. Какой ток возникает в катушке?


Ответ:

Чтобы найти ток, возникающий в катушке при изменении магнитного потока, нужно воспользоваться законом электромагнитной индукции Фарадея и законом Ома.

1. Закон Фарадея:

ЭДС индукции (ε) в замкнутом контуре равна скорости изменения магнитного потока через этот контур:

ε=NdΦdt\varepsilon = -N \cdot \frac{d\Phi}{dt}

где:

  • N=1000N = 1000 — число витков,

  • dΦdt\frac{d\Phi}{dt} — скорость изменения магнитного потока через один виток.

Магнитный поток через один виток:

Φ=BS(если поле перпендикулярно плоскости витка)\Phi = B \cdot S \quad \text{(если поле перпендикулярно плоскости витка)}

где:

  • BB — магнитная индукция,

  • SS — площадь одного витка.

Так как dΦdt=dBdtS\frac{d\Phi}{dt} = \frac{dB}{dt} \cdot S, подставляем:

ε=NdBdtS\varepsilon = -N \cdot \frac{dB}{dt} \cdot S

Знак минус говорит о направлении ЭДС (правило Ленца), но для расчёта тока нам важна только величина, поэтому:

ε=NdBdtS\varepsilon = N \cdot \frac{dB}{dt} \cdot S

2. Найдём площадь одного витка:

Радиус катушки r=2r = 2 см = 0.02 м. Тогда:

S=πr2=π(0.02)21.256103м2S = \pi r^2 = \pi \cdot (0.02)^2 \approx 1.256 \cdot 10^{-3} \, \text{м}^2

3. Подставим значения:

  • N=1000N = 1000

  • dBdt=10мТл/с=10103=0.01Тл/с\frac{dB}{dt} = 10 \, \text{мТл/с} = 10 \cdot 10^{-3} = 0.01 \, \text{Тл/с}

ε=10000.011.256103=0.01256В\varepsilon = 1000 \cdot 0.01 \cdot 1.256 \cdot 10^{-3} = 0.01256 \, \text{В}

4. Закон Ома:

Теперь найдём ток по закону Ома:

I=εRI = \frac{\varepsilon}{R}

где R=160ΩR = 160 \, \Omega:

I=0.012561607.85105А=78.5μАI = \frac{0.01256}{160} \approx 7.85 \cdot 10^{-5} \, \text{А} = 78.5 \, \mu\text{А}

Ответ: В катушке возникает индукционный ток величиной примерно 78.5 микроампер.


Если нужно учесть другие параметры, как, например, длину провода или распределение поля, можно рассмотреть дополнительные факторы, но в рамках данной задачи всё сводится к стандартному применению закона Фарадея и закона Ома.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос