Яка кількість витків складається з рамки з проводу, опір якого дорівнює 25 ом, а площа рамки 8 см? Рамка розташована в однорідному магнітному полі так, що площина її перпендикулярна до вектора магнітної індукції. За певний проміжок часу модуль вектора магнітної індукції зменшився з 0,7 до 0,2 Тл, і як наслідок, в провіднику був індукований заряд 640 мкКл.
Якша_1008
Для решения данной задачи, мы можем воспользоваться формулой, связывающей электрическую емкость провода с площадью его рамки:
\[C = \frac{Q}{U}\]
где
\(C\) - емкость провода,
\(Q\) - заряд, прошедший через провод,
\(U\) - напряжение на проводе.
Зная, что сопротивление рамки провода равно 25 Ом, мы можем вычислить напряжение на проводе с помощью закона Ома:
\[U = I \cdot R\]
где
\(I\) - ток, протекающий через провод,
\(R\) - сопротивление провода.
Так как электрический ток можно представить как изменение заряда по времени:
\[I = \frac{dQ}{dt}\]
и это выражение мы можем переписать как:
\[dQ = I \cdot dt\]
где
\(dQ\) - изменение заряда,
\(dt\) - промежуток времени.
Также известно, что индуцированный заряд подчиняется закону Фарадея:
\[Q = B \cdot S\]
где
\(B\) - магнитная индукция,
\(S\) - площадь рамки провода.
Теперь мы можем связать все эти величины вместе:
\[dQ = I \cdot dt = B \cdot S\]
Учитывая, что модуль вектора магнитной индукции изменился с 0.7 до 0.2 Тл, а заряд равен 640 мкКл (это 640 * 10^-6 Кл), мы можем написать:
\[\int_{Q_1}^{Q_2} dQ = \int_{t_1}^{t_2} I \cdot dt = \int_{B_1}^{B_2} B \cdot S\]
\[\Rightarrow Q_2 - Q_1 = \int_{0.7}^{0.2} B \cdot S\]
Подставив значения и решая интеграл, получим:
\[Q_2 - Q_1 = (0.2 - 0.7) \cdot 8 \cdot 10^{-4}\]
\[Q_2 - Q_1 = -0.5 \cdot 8 \cdot 10^{-4}\]
\[Q_2 - Q_1 = -4 \cdot 10^{-4}\]
Таким образом, изменение заряда равно -4 * 10^-4 Кл.
\[C = \frac{Q}{U}\]
где
\(C\) - емкость провода,
\(Q\) - заряд, прошедший через провод,
\(U\) - напряжение на проводе.
Зная, что сопротивление рамки провода равно 25 Ом, мы можем вычислить напряжение на проводе с помощью закона Ома:
\[U = I \cdot R\]
где
\(I\) - ток, протекающий через провод,
\(R\) - сопротивление провода.
Так как электрический ток можно представить как изменение заряда по времени:
\[I = \frac{dQ}{dt}\]
и это выражение мы можем переписать как:
\[dQ = I \cdot dt\]
где
\(dQ\) - изменение заряда,
\(dt\) - промежуток времени.
Также известно, что индуцированный заряд подчиняется закону Фарадея:
\[Q = B \cdot S\]
где
\(B\) - магнитная индукция,
\(S\) - площадь рамки провода.
Теперь мы можем связать все эти величины вместе:
\[dQ = I \cdot dt = B \cdot S\]
Учитывая, что модуль вектора магнитной индукции изменился с 0.7 до 0.2 Тл, а заряд равен 640 мкКл (это 640 * 10^-6 Кл), мы можем написать:
\[\int_{Q_1}^{Q_2} dQ = \int_{t_1}^{t_2} I \cdot dt = \int_{B_1}^{B_2} B \cdot S\]
\[\Rightarrow Q_2 - Q_1 = \int_{0.7}^{0.2} B \cdot S\]
Подставив значения и решая интеграл, получим:
\[Q_2 - Q_1 = (0.2 - 0.7) \cdot 8 \cdot 10^{-4}\]
\[Q_2 - Q_1 = -0.5 \cdot 8 \cdot 10^{-4}\]
\[Q_2 - Q_1 = -4 \cdot 10^{-4}\]
Таким образом, изменение заряда равно -4 * 10^-4 Кл.
Знаешь ответ?