15. Явление электромагнитной индукции

Проводящая рамка вращается с постоянной угловой скоростью в однородном магнитном поле вокруг оси, лежащей в плоскости рамки и перпендикулярной вектору индукции  (см. рис.). На рисунке также представлен график зависимости от времени потока вектора магнитной индукции, пронизывающего рамку. Если максимальное значение магнитного потока  мВб, сопротивление рамки  Ом, а время измерялось в секундах, то закон изменения со временем силы индукционного тока имеет вид …

Решение: Сила индукционного тока , где  – ЭДС индукции, R – сопротивление рамки. В соответствии с законом Фарадея для электромагнитной индукции . Чтобы найти закон изменения ЭДС индукции со временем, необходимо знать зависимость от времени магнитного потока, пронизывающего рамку. Из приведенного графика следует, что , поскольку  Тогда , а

18. По параллельным металлическим проводникам, расположенным в однородном магнитном поле, с постоянной скоростью перемещается проводящая перемычка (см. рис.). Если сопротивлением перемычки и направляющих можно пренебречь, то зависимость индукционного тока от времени можно представить графиком …

Решение: При движении проводящей перемычки в магнитном поле в ней возникает ЭДС индукции и индукционный ток. Согласно закону Ома для замкнутой цепи, , а ЭДС индукции определяется из закона Фарадея: , где  – магнитный поток сквозь поверхность, прочерчиваемую перемычкой при ее движении за промежуток времени . Учитывая, что (поскольку индукциямагнитного поля перпендикулярна плоскости, в которой происходит движение проводника), а , где  – длина перемычки, получаем: . Тогда , а величина индукционного тока . Поскольку , то и индукционный ток не изменяется со временем.

19. Прямоугольная проволочная рамка расположена в одной плоскости с прямолинейным длинным проводником, по которому течет ток I. Индукционный ток в рамке будет направлен по часовой стрелке при ее

	поступательном перемещении в положительном направлении оси OX
	поступательном перемещении в отрицательном направлении оси OX
	поступательном перемещении в положительном направлении оси OY
	вращении вокруг оси, совпадающей с длинным проводником

Решение: При изменении магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную замкнутым проводящим контуром, в нем возникает индукционный ток, направление которого можно найти по правилу Ленца. В данном случае в прямоугольной проволочной рамке индукционный ток будет протекать по часовой стрелке при ее поступательном перемещении в положительном направлении оси OX.

20. Проводящая рамка вращается с постоянной угловой скоростью в однородном магнитном поле вокруг оси, лежащей в плоскости рамки и перпендикулярной вектору индукции  (см. рис.). На рисунке также представлен график зависимости от времени потока вектора магнитной индукции, пронизывающего рамку. Если максимальное значение магнитного потока мВб, а время измерялось в секундах, то закон изменения со временем ЭДС индукции имеет вид

Решение: В соответствии с законом Фарадея для электромагнитной индукции . Чтобы найти закон изменения ЭДС индукции со временем, необходимо знать зависимость от времени магнитного потока, пронизывающего рамку. Из приведенного графика следует, что , поскольку Т = 4 с. Тогда .

19. На рисунке представлена зависимость ЭДС индукции в контуре от времени. Магнитный поток сквозь площадку, ограниченную контуром, увеличивается со временем по линейному закону в интервале …

Решение: В соответствии с законом Фарадея для электромагнитной индукции электродвижущая сила индукции в замкнутом проводящем контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную этим контуром: . Следовательно, если магнитный поток увеличивается со временем по линейному закону, то ЭДС индукции будет равна отрицательной  постоянной величине, что имеет место в интервале Е.

21. Проводящий плоский контур площадью 100 см² расположен в магнитном поле перпендикулярно линиям магнитной индукции. Если магнитная индукция изменяется по закону  Тл, то ЭДС индукции, возникающая в контуре в момент времени  (в мВ), равна …

0,12

120

1,2

12

Решение: В соответствии с законом Фарадея для электромагнитной индукции электродвижущая сила индукции в замкнутом проводящем контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную этим контуром: . Поскольку плоскость контура перпендикулярна линиям магнитной индукции, , где S – площадь контура. Таким образом, В = 0,12 мВ.