Найти среднее значение ЭДС в соленоиде (3 октября 2011)

Соленоид, состоящий из 80 витков и имеющий диаметр 8 см, находится в однородном магнитном поле, индукция которого 60,3 Тл. Соленоид поворачивается на угол 180° в течение 0,2 с. Найти среднее значение ЭДС, возникающей в соленоиде, если его ось до и после поворота направлена вдоль поля.

Задача получена в школе, 11 класс.

Комментарии

В результате поворота соленоида происходит изменение магнитного потока, проходящего через соленоид. Это вызывает возникновение ЭДС индукции в соленоиде.

Возникающая ЭДС:   E = −ΔФ / Δt,

где ΔФ — изменение магнитного потока в соленоиде, Δt — время процесса.

Изменение магнитного потока: ΔФ = BNS (cos α2 − cos α1),

где N — число витков соленоида, S — площадь витка соленоида, α — угол между плоскостью витков соленоида и вектором магнитной индукции, B — модуль вектора магнитной индукции.

Площадь витка: S = пd2/4.

cos α2 = cos 180° = −1,
cos α1 = cos 0° = 1.

Тогда ΔФ = (BNпd2/4) (−2) = −BNпd2 / 2.

Подставим полученное в выражение для ЭДС:

E = BNпd2 / (2Δt).

Подставляя числовые данные, получаем:

E = 0,24 В.

Надоело разбираться?