Медное кольцо из провода диаметром

Автор: | 12.03.2024

Задача из раздела «Подготовка к ЕГЭ по физике» по теме «Закон электромагнитной индукции Фарадея». 11 класс

Медное кольцо из провода диаметром 2 мм расположено в однородном магнитном поле, магнитная индукция которого меняется по модулю со скоростью 1,09 Тл/с. Плоскость кольца перпендикулярна вектору магнитной индукции. Каков диаметр кольца, если возникающий в нем индукционный ток равен 10 А? Удельное сопротивление меди 1,72*10 -8 Ом*м.

Задача на закон электромагнитной индукции Фарадея и формулы на расчет сопротивления проводников.

Для расчета сопротивления проводника, придется вспомнить математические формулы для определения площади поперечного сечения проводника и длины окружности.

Важно! Не запутаться с площадями. Разные по смыслу величины — имеют одинаковое обозначение.

Задача из раздела «Подготовка к ЕГЭ по физике» по теме «Закон электромагнитной индукции Фарадея». 11 класс

Медное кольцо из провода диаметром 2 мм расположено в однородном магнитном поле, магнитная индукция которого меняется по модулю со скоростью 1,09 Тл/с. Плоскость кольца перпендикулярна вектору магнитной индукции. Каков диаметр кольца, если возникающий в нем индукционный ток равен 10 А? Удельное сопротивление меди 1,72*10 -8 Ом*м.

Задача на закон электромагнитной индукции Фарадея и формулы на расчет сопротивления проводников.

Для расчета сопротивления проводника, придется вспомнить математические формулы для определения площади поперечного сечения проводника и длины окружности.

Важно! Не запутаться с площадями. Разные по смыслу величины — имеют одинаковое обозначение.

Ответ или решение 2

8 62469c67cd78810a3476f513bcbb202a41020aeccfa4fca4bec074ed89f011a6 Домострой

d = 4 мм = 4 *10 ^-3 м.

ρ = 0,0175 *10^-6 Ом *м.

Закон Фарадея

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, при изменении магнитного потока Ф, пронзающего контур, в контуре возникает в ЭДС индукции.

ЭДС индукции прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока ΔФ/t: ЭДС = — ΔФ/t.

Знак "-" показывает направление индукционного тока.

Магнитный поток Ф определяется формулой: Ф = В *S *cos α, где

  • В — магнитная индукция поля;
  • S — площадь контура;
  • ∠α — угол между В и перпендикуляром к плоскости контура.

∠α = 90 " — ∠β = 90 " — 90 " = 0 ".

Выразим изменение магнитного потока ΔФ = Δ (В *S *cos α) = Δ В *S *cos0" = Δ В *S.

Так как контур имеет форму кольца, то площадь контура S будет определятся формулой: S = П *D^2/4, где D — диаметр контура.

Формула для определения изменения магнитного потока примет вид: ΔФ = Δ В *П *D^2/4.

Формула закона Фарадея будет иметь вид: ЭДС = Δ В *П *D^2/4 *t.

Закон Ома

Для проводника, по которому протекает электрический ток справедлив закон Ома.

Согласно закону Ома, сила тока в проводнике I прямо пропорциональна ЭДС и обратно пропорциональна сопротивлению проводника R: I = ЭДС /R.

Сопротивление цилиндрического проводника R определяется формулой: R = ρ *L/s, где

  • ρ — удельное сопротивление меди;
  • L — длинна проводника;
  • s — площадь сечения проводника.

Длинна проводника L определяется формулой: L = П *D, где D — диаметр кольца.

Площадь сечения проводника определяет формулой: s = П *d^2/4, где d — диаметр медной проволоки.

R = ρ *П *D *4/П *d^2 = ρ *D *4/d^2.

Формула закона Ома примет вид: I = Δ В *П *D^2 *d^2/4 *t ρ *D *4 = Δ В *П *D *d^2/16 *t *ρ.

Выразим диаметр кольца: D = 16 *t *ρ *I/Δ В *П *D *d^2.

D = 16 *1 с *0,0175 *10^-6 Ом *м *8 А/1,48 Тл *3,14 *(4 *10 ^-3 м)^2 = 0,03 м.

Ответ: диаметр кольца составляет D = 0,03 м.

Читайте также  Мтп 160 технические характеристики

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *