Номер 4, страница 153 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Громцева

Авторы: Громцева О. И.
Тип: Сборник задач
Издательство: Экзамен
Год издания: 2018 - 2025
Цвет обложки: белый
ISBN: 978-5-377-12875-5
Популярные ГДЗ в 10 классе
11.12.5. Изменение угла между контуром и полем. 11. Электромагнетизм - номер 4, страница 153.
№4 (с. 153)
Решение. №4 (с. 153)

Решение 2. №4 (с. 153)
Дано:
Индукция магнитного поля $B = 0,5 \text{ Тл}$
Начальный угол между плоскостью рамки и полем $\gamma_1 = 30^\circ$
Конечное положение: плоскость рамки параллельна линиям поля, значит $\gamma_2 = 0^\circ$
Сопротивление рамки $R = 10 \text{ Ом}$
Размеры рамки $a = 10 \text{ см}$, $b = 20 \text{ см}$
Перевод в систему СИ:
$a = 0,1 \text{ м}$
$b = 0,2 \text{ м}$
Найти:
$q$ - ?
Решение:
Когда проволочная рамка поворачивается в магнитном поле, изменяется магнитный поток, пронизывающий ее. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, это изменение потока создает в рамке ЭДС индукции ($\mathcal{E}_i$), которая, в свою очередь, вызывает индукционный ток. Заряд, протекающий через поперечное сечение проводника рамки, можно найти, зная изменение магнитного потока и сопротивление рамки.
ЭДС индукции определяется как скорость изменения магнитного потока $\Phi$:
$\mathcal{E}_i = - \frac{\Delta\Phi}{\Delta t}$
По закону Ома для замкнутой цепи, сила индукционного тока $I$ равна:
$I = \frac{\mathcal{E}_i}{R} = - \frac{1}{R} \frac{\Delta\Phi}{\Delta t}$
Заряд $q$, протекающий через рамку за время поворота $\Delta t$, определяется как $q = I \cdot \Delta t$. Подставив выражение для силы тока, получим формулу для заряда:
$q = \left(- \frac{1}{R} \frac{\Delta\Phi}{\Delta t}\right) \cdot \Delta t = - \frac{\Delta\Phi}{R}$
Так как нас интересует величина заряда, мы используем модуль этого выражения:
$q = \left| - \frac{\Delta\Phi}{R} \right| = \frac{|\Delta\Phi|}{R} = \frac{|\Phi_2 - \Phi_1|}{R}$
Магнитный поток $\Phi$ через плоскую рамку площадью $S$ вычисляется по формуле:
$\Phi = B \cdot S \cdot \cos(\alpha)$,
где $\alpha$ — это угол между вектором магнитной индукции $\vec{B}$ и вектором нормали (перпендикуляром) $\vec{n}$ к плоскости рамки.
В условии задачи задан угол $\gamma$ между плоскостью рамки и направлением поля. Связь между этими углами: $\alpha = 90^\circ - \gamma$.
1. Вычислим площадь рамки:
$S = a \cdot b = 0,1 \text{ м} \cdot 0,2 \text{ м} = 0,02 \text{ м}^2$
2. Определим начальный и конечный углы $\alpha$ между нормалью и полем:
Начальный угол: $\alpha_1 = 90^\circ - \gamma_1 = 90^\circ - 30^\circ = 60^\circ$.
Конечный угол (когда плоскость рамки параллельна полю, нормаль к ней перпендикулярна полю): $\alpha_2 = 90^\circ - \gamma_2 = 90^\circ - 0^\circ = 90^\circ$.
3. Рассчитаем начальный и конечный магнитные потоки:
Начальный поток: $\Phi_1 = B \cdot S \cdot \cos(\alpha_1) = 0,5 \text{ Тл} \cdot 0,02 \text{ м}^2 \cdot \cos(60^\circ) = 0,01 \cdot 0,5 = 0,005 \text{ Вб}$.
Конечный поток: $\Phi_2 = B \cdot S \cdot \cos(\alpha_2) = 0,5 \text{ Тл} \cdot 0,02 \text{ м}^2 \cdot \cos(90^\circ) = 0,01 \cdot 0 = 0 \text{ Вб}$.
4. Найдем изменение магнитного потока:
$\Delta\Phi = \Phi_2 - \Phi_1 = 0 \text{ Вб} - 0,005 \text{ Вб} = -0,005 \text{ Вб}$.
5. Наконец, определим величину протекшего заряда:
$q = \frac{|\Delta\Phi|}{R} = \frac{|-0,005 \text{ Вб}|}{10 \text{ Ом}} = \frac{0,005}{10} = 0,0005 \text{ Кл}$.
Полученное значение можно выразить в милликулонах: $0,0005 \text{ Кл} = 0,5 \cdot 10^{-3} \text{ Кл} = 0,5 \text{ мКл}$.
Ответ: величина заряда, протекшего через рамку, равна $0,0005 \text{ Кл}$ (или $0,5 \text{ мКл}$).
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10-11 класс, для упражнения номер 4 расположенного на странице 153 к сборнику задач 2018 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №4 (с. 153), автора: Громцева (Ольга Ильинична), ФГОС (старый) учебного пособия издательства Экзамен.