Консультация № 198410
27.04.2020, 16:32
0.00 руб.
0 1 1
Уважаемые эксперты! Пожалуйста, ответьте на вопрос:
Замкнутый изолированный алюминиевый провод сечением S = 1 мм2 и длиной 12 м расположен по периметру круглой горизонтальной площадки. Какой заряд пройдет через провод, если придать ему форму квадрата? Вертикальная составляющая магнитного поля Земля 50 мкТл.

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
30.04.2020, 14:24
общий
это ответ
Здравствуйте, Александр!
Дано: длина провода L = 12 м, сечение S = 1·10-6 м2 , ВертикальПроекция магнитной индукции B = 50·10-6 Тл .
Вычислить заряд Q прошедший через провод при изменении его формы.

Решение : По Закону электромагнитной индукции Фарадея при изменении магнитного потока в рамке индуцируется ЭДС :
E = [$916$]Ф / [$916$]t
где [$916$]Ф - изменение магнитного потока, а [$916$]t - время, в течение кот-го происходит это изменение (см учебную статью "Электромагнитная индукция" Ссылка1 )

Радиус круглой площадки : r = L / (2·[$960$]) = 1,91 м,
Площадь круглой площадки : S1 = [$960$]·r2 = 11,46 м2.

Сторона квадрата из этой же длины провода : a = L / 4 = 3 м,
Площадь квадрата S2 = a2 = 9 м2 - меньше площади круглой площадки.

Ток в рамке I = E / R по закону Ома.
I = [$916$]Ф / (R·[$916$]t)

Заряд, протекший по цепи за время [$916$]t :
Q = I·[$916$]t = [[$916$]Ф / (R·[$916$]t)]·[$916$]t = [$916$]Ф / R

Начальный поток магнитной индукции Ф1 = B·S1
При изменении формы площадки её площадь уменьшилась.
Поэтому конечный магнитный поток :Ф2 = B·S2
Изменение магнитного потока [$916$]Ф = Ф1 - Ф2 = B·S1 - B·S2 = B·(S1 - S2) = 0,123·10-3 Вб

Осталось вычислить сопротивление провода. В справочнике "Удельное сопротивление" Ссылка2 находим удельное сопротивление для алюминия :
[$961$] = 2,65·10-8 Ом·м
Сопротивление R = [$961$] L/ S = 0,318 Ом .

Таким образом, Q = [$916$]Ф / R = 3,866·10-4 Кл
Ответ : при изменении формы провода через него пройдёт заряд 0,39 мКл

Решение похожих задач : rfpro.ru/question/179383 , rfpro.ru/question/198030 ,
Магнитное поле.Решебник Ссылка5 \ задача 29, Ссылка6 , Ссылка7 .
5
Форма ответа