Аватар
Физика, опубликовано 2018-08-22 23:35:00 by Гость

В замкнутую накоротко катушку из медной проволоки вводят магнит, создающий внутри ее поле В = 10 -2 Тл. Определите заряд q, протекающий при этом через катушку. Радиус витка катушки r = 10 см, площадь поперечного сечения проволоки S = 0,1 мм2

Аватар
Ответ оставил Гость

Будем пренебрегать сопротивлением замыкающего провода по сравнению с сопротивлением катушки, которое составляет NR, где N - число витков, R - сопротивление витка.

Эквивалентной схемой в данной ситуации будет параллельно соединенные идеальный соленоид и резистор с сопротивлением NR. Тогда согласно закону электромагнитной индукции

/mathcal{E} = -/Delta /Phi//Delta t

Где Ф - магнитный поток внешнего магнитного поля сквозь катушку. 

По закону сохранения энергии, вся совершенная внешней силой работа уйдет в тепловую энергию, выделяющуюся на сопротивлении катушки. Будем считать, что введение магнита происходит достаточно медленно, настолько, что индукционный ток затухает гораздо быстрее, чем растет магнитный поток, тогда и для элементарной работы поля можно записать

/displaystyle
|/mathcal{E}|/Delta q = /mathcal{E}^2/Delta t/(NR) //
NR/Delta q = |/mathcal{E}/Delta t| = /Delta /Phi////
NR q  = (/Phi-0) = NB/Sigma

где Σ - площадь одного витка катушки. Воспользуемся формулой для сопротивления витка через удельное сопротивление:

/displaystyle
R q = B/Sigma//
q = /frac{B/Sigma}{R} = B /frac{/pi r^2}{/rho 2/pi r/S} = /frac{BSr}{2/rho} /approx 0.003

Примерно 3 милликулона





Вопрос
Не нашли ответа?
Если вы не нашли ответа на свой вопрос, или сомневаетесь в его правильности, то можете воспользоваться формой ниже и уточнить решение. Или воспользуйтесь формой поиска и найдите похожие ответы по предмету Физика.