Э/М Индукция — Задание 25 ЕГЭ по физике №00015336
Э/М Индукция
№2. Задание 25
ID: 00015336
Замкнутый контур из тонкой проволоки помещён в магнитное поле. Плоскость контура перпендикулярна вектору магнитной индукции поля. Площадь контура $S=2\cdot10^{-3}$ м$^2$, его электрическое сопротивление $R=1{,}2$ Ом. Магнитная индукция поля меняется с течением времени в соответствии с формулой $B=a\cos(bt)$, где $a=6\cdot10^{-3}$ Тл, $b=3500$ с$^{-1}$. Чему равна амплитуда колебаний тока в контуре?
Источник: ФИПИ
Решение
Идея
Поле «дышит» по закону косинуса — то сильнее, то слабее. Меняется поле — меняется магнитный поток через контур — а по закону электромагнитной индукции Фарадея это рождает ЭДС. Главная мысль: ЭДС определяется не самим потоком, а скоростью его изменения. Скорость изменения косинуса — это синус, и амплитуда у него получается больше в $b$ раз. Дальше ток находим по закону Ома.
Шаг 1. Поток и ЭДС
Поток: $\Phi=BS=aS\cos(bt)$ (плоскость перпендикулярна полю, поэтому косинус угла равен 1).
ЭДС индукции: $\varepsilon=-\dfrac{d\Phi}{dt}=aSb\sin(bt)$. Здесь множитель $b$ «выпал» из производной косинуса — вот почему амплитуда ЭДС равна $\varepsilon_0=aSb$.
Шаг 2. Амплитуда тока
По закону Ома для контура $I_0=\dfrac{\varepsilon_0}{R}=\dfrac{aSb}{R}$.
$I_0=\dfrac{6\cdot10^{-3}\cdot 2\cdot10^{-3}\cdot 3500}{1{,}2}=\dfrac{0{,}042}{1{,}2}=0{,}035$ А.
Ответ
I₀ = 0,035 А
Видеоразбор
Другие задания по теме «Э/М Индукция» (8)
- Задание 25 №00043198 — Квадратная рамка из медного провода с площадью поперечного сечения S индекс 0…
- Задание 25 №00043197 — По горизонтальным шероховатым рельсам с пренебрежимо малым электрическим…
- Задание 25 №00026627 — Квадратная рамка со стороной L равно 10 см подключена к источнику постоянного…
- Задание 25 №00026618 — Горизонтальный проводник длиной l равно 10 см и массой m равно 25 г равномерно…
- Задание 25 №00026617 — По горизонтально расположенным шероховатым рельсам с пренебрежимо малым…
- Задание 25 №00026613 — Прямоугольная проводящая рамка, по которой течёт постоянный ток I = 0,5 А,…
- Задание 25 №00026604 — Металлический стержень, согнутый в виде буквы П, закреплён в горизонтальном…
- Задание 25 №00026603 — Кольцо диаметром D равно 11 см из тонкой медной проволоки и конденсатор с…