Global EE

Э/м Индукция — Задание 12 ЕГЭ по физике №00015652

Задание №12. Магнитное Поле

Э/м Индукция

№2. Задание 12

ID: 00015652

Плоская квадратная проволочная рамка со стороной $a = 5$ см расположена в плоскости $XOY$ и находится в однородном магнитном поле. Вектор индукции магнитного поля лежит в плоскости $XOZ$ и направлен под углом $30°$ к оси $OX$ (см. рис. слева). На рисунке справа показана зависимость модуля $B$ вектора магнитной индукции от времени $t$. Найдите магнитный поток, пронизывающий рамку в момент времени $t = 3$ с.

Ответ дайте в микровеберах.

Рисунок к заданию 12 ЕГЭ по физике — Э/м Индукция

Источник: ФИПИ

Решение

Идея

Магнитный поток через рамку $\Phi = BS\cos\theta$, где $\theta$ — угол между вектором $\vec B$ и нормалью к рамке.

Что на рисунке

Слева: рамка лежит в плоскости $XOY$, значит, её нормаль направлена вдоль оси $OZ$. Вектор $\vec B$ лежит в плоскости $XOZ$ под углом $30^\circ$ к оси $OX$, то есть с нормалью ($OZ$) он составляет угол $\theta = 90^\circ - 30^\circ = 60^\circ$.

Справа: график $B(t)$ — прямая из начала координат. Считываем точку, через которую она проходит точно по клеткам: при $t = 5$ с индукция $B = 0{,}2$ Тл. Значит, $B$ растёт равномерно на $\dfrac{0{,}2}{5} = 0{,}04$ Тл каждую секунду, и при $t = 3$ с

$$B = 0{,}04 \cdot 3 = 0{,}12\text{ Тл}.$$

Расчёт

Площадь рамки $S = a^2 = (0{,}05)^2 = 2{,}5 \cdot 10^{-3}$ м$^2$.

$$\Phi = BS\cos 60^\circ = 0{,}12 \cdot 2{,}5 \cdot 10^{-3} \cdot 0{,}5 = 1{,}5 \cdot 10^{-4}\text{ Вб} = 150\text{ мкВб}.$$

Ловушка: отметка $0{,}3$ на оси $B$ не относится к моменту $t = 3$ с — по графику значение $0{,}3$ Тл достигается только примерно при $7{,}5$ с.

Ответ

150
Другие задания по теме «Э/м Индукция» (8)