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
11.12.6. Вращение рамки в однородном магнитном поле. 11. Электромагнетизм - номер 4, страница 153.
№4 (с. 153)
Решение. №4 (с. 153)

Решение 2. №4 (с. 153)
Дано:
Частота вращения рамки, $f = 10 \text{ Гц}$
Максимальная ЭДС, $\mathcal{E}_{max} = 3 \text{ В}$
Найти:
Максимальный магнитный поток, $\Phi_{max}$
Решение:
При вращении рамки в однородном магнитном поле магнитный поток $\Phi$, пронизывающий ее, изменяется по гармоническому закону: $\Phi(t) = \Phi_{max} \cos(\omega t + \phi_0)$, где $\Phi_{max}$ — это максимальное значение магнитного потока (его амплитуда), $\omega$ — угловая частота вращения, а $t$ — время.
Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, электродвижущая сила (ЭДС), индуцируемая в рамке, равна скорости изменения магнитного потока, взятой с противоположным знаком: $\mathcal{E}(t) = -\frac{d\Phi}{dt}$.
Найдем производную от выражения для магнитного потока: $\mathcal{E}(t) = -\frac{d}{dt}(\Phi_{max} \cos(\omega t + \phi_0)) = - \Phi_{max} \cdot (-\omega \sin(\omega t + \phi_0)) = \omega \Phi_{max} \sin(\omega t + \phi_0)$.
Из этого выражения видно, что ЭДС также изменяется по гармоническому закону. Максимальное значение ЭДС, $\mathcal{E}_{max}$, достигается, когда $\sin(\omega t + \phi_0) = 1$. Таким образом, амплитуда ЭДС равна: $\mathcal{E}_{max} = \omega \Phi_{max}$.
Угловая частота $\omega$ связана с линейной частотой $f$ соотношением: $\omega = 2\pi f$.
Подставим это в формулу для максимальной ЭДС: $\mathcal{E}_{max} = 2\pi f \Phi_{max}$.
Теперь мы можем выразить искомый максимальный магнитный поток $\Phi_{max}$: $\Phi_{max} = \frac{\mathcal{E}_{max}}{2\pi f}$.
Подставим в формулу числовые значения, данные в условии задачи: $\Phi_{max} = \frac{3 \text{ В}}{2 \cdot \pi \cdot 10 \text{ Гц}} = \frac{3}{20\pi} \text{ Вб}$.
Вычислим численное значение, используя $\pi \approx 3.14$: $\Phi_{max} \approx \frac{3}{20 \cdot 3.14} = \frac{3}{62.8} \approx 0.04777 \text{ Вб}$.
Округляя результат до двух значащих цифр, получаем: $\Phi_{max} \approx 0.048 \text{ Вб}$.
Ответ: максимальный магнитный поток через рамку равен $\frac{3}{20\pi}$ Вб, что составляет примерно $0.048$ Вб.
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.