Какое количество теплоты q выделилось в проводящем витке диаметром d = 12 см, сопротивление которого равно r

Какое количество теплоты q выделилось в проводящем витке диаметром d = 12 см, сопротивление которого равно r = 4,2 Ом, когда он был выводим из магнитного поля с индукцией В = 0,50 Тл, перпендикулярного плоскости витка, в течение времени t = 0,50 с? При этом магнитный поток через виток убывает равномерно.
Pushok

Pushok

Для решения этой задачи нам потребуются формулы, связанные с электромагнетизмом и законом Фарадея.

Первым делом, нам необходимо найти значение магнитного потока Φ через виток. В условии сказано, что магнитный поток убывает равномерно. Так как индукция магнитного поля B равна 0,50 Тл, принимаем, что начальное значение магнитного потока Φ1 равняется 0,50 Тл.

Далее, используя формулу для магнитного потока через проводник:
Φ=BScos(θ)
где S - площадь поперечного сечения проводника, а θ - угол между вектором магнитной индукции и нормалью к площади поперечного сечения, найдем значение площади поперечного сечения проводника S.

Так как проводник представляет собой виток, а его диаметр равен 12 см, радиус будет равен r=d2=122=6см=0.06м. Площадь поперечного сечения витка вычисляется по формуле:
S=πr2=3.14×(0.06)2=0.011304м2

Затем мы можем использовать закон Фарадея, который утверждает, что ЭДС индукции, возникающая в проводнике, пропорциональна скорости изменения магнитного потока:
E=dΦdt
где E - ЭДС индукции, dΦ - изменение магнитного потока через проводник, а dt - изменение времени.

Мы знаем, что магнитный поток меняется равномерно и со скоростью Φ1t, где Φ1 - начальное значение магнитного потока, которое мы нашли ранее, а t - время изменения магнитного потока.

Подставим значение изменения потока и время в формулу Фарадея и найдем ЭДС индукции E:
E=dΦdt=Φ1t=0.500.50=1Тл/с

Теперь мы можем использовать закон Джоуля-Ленца, который утверждает, что выделившаяся теплота Q в проводнике пропорциональна сопротивлению проводника R, квадрату индукции магнитного поля B и квадрату времени t:
Q=I2Rt
где Q - выделившаяся теплота, I - сила тока, протекающая через проводник.

Мы можем найти силу тока I с помощью закона Ома:
I=ER
где R - сопротивление проводника.

Теперь, подставив значения в формулу для выделившейся теплоты Q, мы можем рассчитать количество теплоты, выделившейся в проводящем витке:
Q=I2Rt=(ER)2Rt=E2tR=(1)20.504.2=0.504.2=0.119Дж

Таким образом, количество теплоты q, выделившейся в проводящем витке, равно 0.119 Дж.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello