Проводящее кольцо радиусом r=2,5 см и сопротивлением R=5,0 Ом помещено в однородное магнитное поле, линии индукции которого перпендикулярны плоскости кольца. Зависимость модуля индукции магнитного поля от времени приведена на рисунке. Найдите силу тока в кольце в момент времени t=7,5 с.
Для определения силы тока в кольце воспользуемся законом Фарадея:
ε = -dΦ/dt
где ε - электродвижущая сила (ЭДС индукции), Φ - магнитный поток сквозь кольцо.
Магнитный поток через проводник в виде кольца можно выразить следующим образом:
Φ = BAcos(θ)
где B - индукция магнитного поля, A - площадь кольца, θ - угол между вектором нормали к площади кольца и вектором индукции магнитного поля. Так как линии магнитного поля перпендикулярны плоскости кольца, то θ = 0.
Таким образом, Φ = B*A. Тогда:
ε = -d/dt(BA) = -Ad/dt(B)
Находим производную индукции магнитного поля по времени в момент времени t=7,5 с:
Так как сила тока равна отношению электродвижущей силы к сопротивлению проводника, то:
I = ε/R = -3,5410^-6 В / 5,0 Ом = -7,0810^-7 A
Ответ: Сила тока в кольце в момент времени t=7,5 с равна примерно -7,08*10^-7 А (знак минус указывает на то, что ток будет течь в кольце в противоположную сторону).
Для определения силы тока в кольце воспользуемся законом Фарадея:
ε = -dΦ/dt
где ε - электродвижущая сила (ЭДС индукции), Φ - магнитный поток сквозь кольцо.
Магнитный поток через проводник в виде кольца можно выразить следующим образом:
Φ = BAcos(θ)
где B - индукция магнитного поля, A - площадь кольца, θ - угол между вектором нормали к площади кольца и вектором индукции магнитного поля. Так как линии магнитного поля перпендикулярны плоскости кольца, то θ = 0.
Таким образом, Φ = B*A. Тогда:
ε = -d/dt(BA) = -Ad/dt(B)
Находим производную индукции магнитного поля по времени в момент времени t=7,5 с:
d(B)/dt = 1,5 Тл/с
Теперь найдем электродвижущую силу ε:
ε = -Ad/dt(B) = -π(0,025 м)^2 1,5 Тл/с = -3,5410^-6 В
Так как сила тока равна отношению электродвижущей силы к сопротивлению проводника, то:
I = ε/R = -3,5410^-6 В / 5,0 Ом = -7,0810^-7 A
Ответ: Сила тока в кольце в момент времени t=7,5 с равна примерно -7,08*10^-7 А (знак минус указывает на то, что ток будет течь в кольце в противоположную сторону).