Здравствуйте, Лубошев Е.М.!
Обозначим величины следующим образом:
длина провода l=0,5 м
диаметр провода d
1=0.45 мм=4.5[$183$]10
-4мрадиус провода r
1=d/2
площадь его сечения S
1=[$960$]r
12=[$960$]d
12/4
удельное сопротивление [$961$]=9,8[$183$]10
-8 Ом[$183$]м
сопротивление провода R
1=[$961$]l/S
1=4[$961$]l/[$960$]d
12радиус кольца r
2=l/2[$960$]
площадь круга, ограниченного кольцом S
2=[$960$]r
22=l
2/4[$960$]
индукция исходного магнитного поля B=5[$183$]10
-4 Тл
Магнитный поток [$934$]=BS=Bl
2/4[$960$]
Пусть индуктивность кольца L (эту величину обсудим в конце)
При мгновенном исчезновении внешнего магнитного поля в кольце создаётся огромная ЭДС, несоизмеримо большая возможного падения напряжения на сопротивлении провода при возникающем токе. Таким образом, эта ЭДС компенсируется практически исключительно ЭДС самоиндукции - возникающий в кольце ток создаёт магнитный поток, равный магнитному потоку внешнего поля.
В этом случае ток равен
I=[$934$]/L
В данном случае некорректно говорить про среднюю мощность, поскольку (как будет показано далее) это экспоненциально убывающая величина. Если говорить о выделяющейся энергии, то очевидно, что это вся энергия магнитного поля, создаваемого возникшим в кольце током Q=LI
2/2=[$934$]
2/2L
Можно также говорить о мгновенной мощности - в начальный момент времени это P=I
2R=[$934$]
2R/L
2Можно определить зависимость тока от времени:
I(t)[$183$]R=-LdI(t)/dt
-Rdt/L=dI(t)/I(t)
I(t)=I[$183$]e
-Rt/LP(t)=[$934$]
2R/L
2[$183$]e
-2Rt/L(нетрудно убедиться, что интеграл этого выражения от 0 до [$8734$] равен [$934$]
2/2L)
В отдельных случаях под продолжительностью процесса может пониматься время, за которое в e раз уменьшится ток (t=L/R) или мощность (t=L/2R), в этом случае под средней мощностью может пониматься средняя мощность за данное время (либо вся выделившаяся энергия, делённая на данное время).
Последний вопрос: чему же равна индуктивность кольца? Ответить на этот вопрос не так просто, поскольку магнитное поля внутри витка неоднородно. Можно, конечно, принять, что индукция по всему кольцу такая же, как и в центре и получить
L=[$934$]/I=BS
2/I=([$956$]
0/2r
2)[$183$][$960$]r
22=[$956$]
0[$960$]r
2/2
Но на самом деле индуктивность существенно отличается от этого значения, поскольку при приближении к проводу индукция стремительно возрастает.
Верная формула (см.
здесь или
здесь), приведённая к обозначениям, используемым в данном решении:
L=[$956$]
0[$183$]r
2[$183$](ln(8r
2/r
1)-1.75)
Полагаю, Вам не составит особого труда выбрать те формулы, которые может иметь ввиду Ваш преподаватель, и подставить в них нужные значения величин. В любом случае не могу дать окончательного результата хотя бы потому, что не совсем ясно, что же имелось ввиду под средней мощностью.
С уважением, Роман.