Дано:
Ширина колеи железной дороги L = 1,2 м
Скорость поезда V = 60 км/ч
Вертикальная составляющая магнитного поля Земли В = 5,5 * 10^-5 Тл
Найти:
Показания вольтметра при приближении поезда, в момент нахождения поезда над вольтметром, при удалении поезда.
Решение с расчетом:
Когда поезд приближается к вольтметру, он пересекает магнитное поле Земли, что создает ЭДС индукции в рельсах. Когда поезд проходит мимо вольтметра, показания будут максимальными, так как скорость изменения магнитного потока будет максимальной.
Моменты времени, когда поезд находится над вольтметром и находится на расстоянии L/2 от вольтметра, можно найти из уравнения L = V * t, где L - ширина колеи, V - скорость поезда, t - время.
Теперь найдем ЭДС индукции, вызванную движением поезда через магнитное поле Земли:
ε = B * L * V, где ε - ЭДС индукции, B - вертикальная составляющая магнитного поля Земли, L - ширина колеи, V - скорость поезда.
Ответ:
При приближении поезда: показания вольтметра будут увеличиваться.
В момент нахождения поезда над вольтметром: показания будут максимальными.
При удалении поезда: показания вольтметра будут снова уменьшаться.