Катушка из 100 витков находится в однородном магнитном поле с индукцией 10 мТл. Ось катушки параллельна линиям магнитной ин​дукции. При повороте катушки вокруг оси, перпендикулярной к лини​ям индукции, на 90° за 0,2 с в катушке возникает ЭДС индукции, сред​нее значение которой 0,5 В. Найти площадь поперечного сечения ка​тушки.
от

1 Ответ

дано:  
Число витков N = 100  
Индукция магнитного поля B = 10 мТл = 10 * 10^(-3) Тл = 0,01 Тл  
Угол поворота α = 90° = π/2 рад  
Время t = 0,2 с  
Среднее значение ЭДС индукции ε = 0,5 В  

найти:  
Площадь поперечного сечения S катушки.

решение:  
Средняя ЭДС индукции в катушке при изменении магнитного потока вычисляется по формуле:

ε = - (N * ΔΦ) / Δt,

где ΔΦ — изменение магнитного потока.

Магнитный поток Φ определяется как:

Φ = B * S * cos(α),

где α — угол между нормалью к поверхности катушки и направлением магнитного поля.

При начальном положении (перед поворотом) угол α = 0°, поэтому:

Φ_нач = B * S * cos(0) = B * S.

После поворота на 90° (α = 90°):

Φ_конеч = B * S * cos(90°) = 0.

Теперь вычислим изменение магнитного потока:

ΔΦ = Φ_конеч - Φ_нач = 0 - (B * S) = - (B * S).

Подставим это значение в формулу для ЭДС:

ε = - (N * (-B * S)) / Δt,
ε = (N * B * S) / Δt.

Теперь выразим площадь поперечного сечения S:

S = (ε * Δt) / (N * B).

Подставим известные значения:

S = (0,5 В * 0,2 с) / (100 * 0,01 Тл).

Вычислим значение:

S = (0,1) / (1),
S = 0,1 м².

ответ:  
Площадь поперечного сечения катушки составляет 0,1 м².
от