Номер 922, страница 123 - гдз по физике 10-11 класс задачник Рымкевич

922. Найти скорость изменения магнитного потока в соленоиде из 2000 витков при возбуждении в нём ЭДС индукции 120 В.

Дано:

Число витков в соленоиде, $N = 2000$

ЭДС индукции, $\mathcal{E} = 120 \text{ В}$

Все данные представлены в системе СИ.

Найти:

Скорость изменения магнитного потока, $\frac{d\Phi}{dt}$ - ?

Решение:

Для решения этой задачи воспользуемся законом электромагнитной индукции Фарадея. Этот закон устанавливает связь между электродвижущей силой (ЭДС), индуцируемой в замкнутом контуре, и скоростью изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром.

Для катушки, состоящей из $N$ витков, закон Фарадея записывается в виде следующей формулы:

$\mathcal{E} = -N \frac{d\Phi}{dt}$

В этой формуле $\mathcal{E}$ представляет собой ЭДС индукции, $N$ — количество витков в катушке, а $\frac{d\Phi}{dt}$ — скорость изменения магнитного потока через каждый виток. Знак минус в формуле соответствует правилу Ленца, которое определяет направление индукционного тока. Поскольку в задаче требуется найти саму скорость изменения, мы можем использовать модуль ЭДС:

$|\mathcal{E}| = N \left|\frac{d\Phi}{dt}\right|$

Из этого соотношения мы можем выразить искомую величину — скорость изменения магнитного потока:

$\left|\frac{d\Phi}{dt}\right| = \frac{|\mathcal{E}|}{N}$

Теперь подставим числовые значения из условия задачи в полученную формулу:

$\left|\frac{d\Phi}{dt}\right| = \frac{120 \text{ В}}{2000}$

Выполним расчет:

$\left|\frac{d\Phi}{dt}\right| = \frac{12}{200} = \frac{6}{100} = 0.06 \text{ Вб/с}$

Единицей измерения магнитного потока в системе СИ является Вебер (Вб), а времени — секунда (с). Таким образом, скорость изменения магнитного потока измеряется в Веберах в секунду (Вб/с), что также эквивалентно Вольту (В).

Ответ: скорость изменения магнитного потока в соленоиде составляет 0,06 Вб/с.