Кольцо изготовлено из алюминиевой проволоки длиной 1 м и помещено в однородное магнитное поле, перпендикулярное плоскости кольца. Площадь поперечного сечения проволоки 1 мм2. Индукция магнитного поля начинает меняться со скоростью 2 мТл/с. Определите величину возникшего индукционного тока
от

1 Ответ

Дано:
- Длина проволоки кольца: L = 1 м
- Площадь поперечного сечения проволоки: S = 1 мм² = 1 × 10⁻⁶ м²
- Скорость изменения магнитной индукции: dB/dt = 2 мТл/с = 2 × 10⁻³ Тл/с
- Магнитное поле перпендикулярно плоскости кольца.

Найти: величину индукционного тока, который возникает в кольце.

Решение:

1. Для определения индукционного тока в кольце применим закон Фарадея для индукции:
   ε = -dΦ/dt,
   где ε — электродвижущая сила (ЭДС), Φ — магнитный поток.

2. Магнитный поток через кольцо равен:
   Φ = B * S,
   где B — магнитная индукция, S — площадь поперечного сечения кольца.

3. Так как магнитное поле меняется со временем, можем выразить изменение потока через изменение индукции:
   dΦ/dt = d(B * S)/dt = S * dB/dt.
   Подставляем значения:
   dΦ/dt = (1 × 10⁻⁶ м²) * (2 × 10⁻³ Тл/с) = 2 × 10⁻⁹ Вб/с.

4. Теперь по закону Фарадея находим ЭДС индукции:
   ε = -dΦ/dt = -2 × 10⁻⁹ В.

5. С помощью закона Ома для полной цепи с сопротивлением проволоки найдем индукционный ток. Сопротивление проволоки кольца можно найти по формуле:
   R = ρ * (L / S),
   где ρ — удельное сопротивление алюминия (ρ ≈ 2.65 × 10⁻⁸ Ом·м), L — длина проволоки, S — площадь сечения.

   Подставим данные:
   R = (2.65 × 10⁻⁸ Ом·м) * (1 м / 1 × 10⁻⁶ м²) = 2.65 × 10⁻² Ом.

6. Теперь, используя закон Ома, находим ток:
   I = ε / R = (2 × 10⁻⁹ В) / (2.65 × 10⁻² Ом) ≈ 7.55 × 10⁻⁸ А.

Ответ: индукционный ток в кольце составляет примерно 7.55 × 10⁻⁸ А.
от