Э/М Индукция

Задание №25. Электродинамика. Высокий Уровень Сложности

№2. Задание 25

ID: 00005633

Квадратная рамка из медного провода помещена в однородное поле электромагнита. На рисунке приведён график зависимости от времени t для проекции Bn вектора индукции этого поля на перпендикуляр к плоскости рамки. За время t = 5 с в рамке выделяется количество теплоты Q = 53 мкДж.

Рисунок к заданию 25 ЕГЭ по физике — Э/М Индукция

Длина стороны рамки l = 10 см. Удельное сопротивление меди ρ = 1,7∙ $10^{-8}$ Ом∙м. Определите площадь поперечного сечения провода $$S_0$$ .

Источник: ФИПИ

Решение

Меняющееся поле наводит в рамке ЭДС, течёт ток, выделяется тепло. Скорость изменения поля берём с графика; зная выделившееся за время $$t$$ тепло, найдём сопротивление рамки, а через него — площадь сечения провода.

ЭДС индукции. По графику $\left|\dfrac{dB}{dt}\right|=\dfrac{0{,}3+0{,}2}{5}=0{,}1\ \frac{\text{Тл}}{\text{с}}$ , ЭДС $\varepsilon=l^2\cdot0{,}1=10^{-3}$ В.

Связь тепла и сечения. $Q=Pt=\dfrac{\varepsilon^2 t}{R}$ , где $R=\rho\dfrac{4l}{S_0}$ , поэтому $Q=\dfrac{\varepsilon^2 t\,S_0}{\rho\cdot4l}$ .

Площадь сечения. $S_0=\dfrac{Q\,\rho\cdot4l}{\varepsilon^2 t}=\dfrac{53\cdot10^{-6}\cdot1{,}7\cdot10^{-8}\cdot0{,}4}{(10^{-3})^2\cdot5}\approx7{,}2\cdot10^{-8}\ \text{м}^2=0{,}072\ \text{мм}^2$ .

Ответ

0,072

Видеоразбор

Другие задания по теме «Э/М Индукция» (8)