Плоский виток радиусом r=10 см Изготовленный из гибкого изолированного провода, расположен перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля, модуль индукции которого В=36 мТл. Сопротивление такого провода длиной l=1,0 м равно R=0,012 Ом. Если, не меняя плоскости расположения провода, придать ему форму восьмёрки с двумя одинаковыми круговыми витками, то через сечение провода пройдёт заряд q, равным . .мКл.

21 Авг 2021 в 19:46
253 +1
0
Ответы
1

Для начала найдем индуктивность провода в форме восьмёрки с двумя одинаковыми круговыми витками. Известно, что индуктивность соленоида равна:

L = μ₀n²A*l

где μ₀ - магнитная постоянная 4π∗10−7Гн/м4π*10^-7 Гн/м4π107Гн/м,
n - количество витков,
A - площадь поперечного сечения соленоида.

Площадь поперечного сечения соленоида в форме восьмёрки с двумя витками равна площади поперечного сечения одного кругового витка:

A = π*r²

Тогда индуктивность провода в форме восьмёрки:

L = μ₀222²22π10</em>10−210</em>10^-210</em>102²1 = 4π10^-74π10^-4 = 5.0310^-10 Гн

Теперь можно найти электрический заряд, протекающий через сечение провода при изменении тока. Запишем закон Фарадея:

ε = -L*dI/dt

где ε - ЭДС индукции, L - индуктивность провода, dI/dt - изменение тока.

Так как провод изолированный, то петля индукции охватывает площадь S в этой петле. Индукция магнитного поля внутри петли равна B. Тогда можно записать:

ε = -LdI/dt = -BSldI/dt

ЭДС индукции создается распределением магнитного поля относительно движущегося рельсов витка. Тогда в данной ситуации сфера индукции достигает максимум в момент пересечения ножек восьмерки. Тогда S = 2πr²/2 = π*r²

Также, можно записать:

ε = -BSldI/dt = -Bπr²l*dI/dt

Теперь можем найти заряд q:

q = ∫εdt = -∫B</em>π<em>r2</em>lB</em>π<em>r²</em>lB</em>π<em>r2</em>ldI

q = -Bπr²lI

Подставим данные и найдем q:

q = -36<em>10−336<em>10^-336<em>103π<em>(10</em>10−2)2π<em>(10</em>10^-2)²π<em>(10</em>102)21I = -π3610^-5I = -1.1310^-5*I

Таким образом, через сечение провода пройдет заряд q = 1.13 мкКл.

17 Апр 2024 в 13:14
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир