Дано:
Площадь рамки (S) = 200 см² = 0.02 м²
Количество витков (N) = 200
Индукция магнитного поля (B) = 2 * 10^-1 Тл
Максимальная ЭДС индукции (Emax) = 5 В
Найти:
Период вращения рамки (T)
Решение:
Максимальная ЭДС индукции, возникающая в рамке, определяется формулой Фарадея:
Emax = -N * ΔΦ / Δt
Где ΔΦ / Δt - скорость изменения магнитного потока через площадь рамки. Вращаясь в магнитном поле, рамка пересекает линии магнитного поля, и магнитный поток через нее меняется.
Магнитный поток через рамку можно выразить как:
Φ = B * S * cos(θ)
Где θ - угол между нормалью к поверхности рамки и линиями магнитного поля. Поскольку ось вращения перпендикулярна линиям индукции, то cos(θ) = 1.
Тогда магнитный поток через рамку в момент времени t будет:
Φ(t) = B * S
Следовательно, изменение магнитного потока ΔΦ во временном интервале Δt будет равно:
ΔΦ = B * S
Подставим это в формулу для максимальной ЭДС индукции:
Emax = -N * (ΔΦ / Δt)
Так как Emax = 5 В, ΔΦ = B * S, и N = 200, то:
5 = -200 * (B * S) / Δt
Δt = -200 * (B * S) / 5
Выразим T (период вращения) через Δt:
T = Δt
Подставим известные значения и решим:
T = -200 * (2 * 10^-1 * 0.02) / 5
T = -200 * (4 * 10^-3) / 5
T = -0.08 / 5
T = -0.016 с
Период вращения должен быть положительным, поэтому возьмем абсолютное значение:
T = 0.016 с
Ответ:
Период вращения рамки составляет 0.016 с