Решу задачи по физике в нужные Вам сроки. Сайт обновлен 4.03.2023

Цены на решение задач по физике от 70р за одну задачу.

WhatsApp +7-906-966-70-28 

Пишите мне в Ватсапп Нажмите сюда

Telegram +7-906-966-70-28 

Пишите мне в Контакте  <=нажмите 

По кольцу радиусом  R = 10 см, сделанному из тонкого гибкого провода, течет ток I = 100 A. Перпендикулярно плоскости кольца возбуждено магнитное поле с индукцией В = 0,1 Тл, по направлению совпадающей с индукцией В1 собственного магнитного поля кольца. Определить работу А внешних сил, которые, действуя на провод, деформировали его и придали ему форму квадрата. Сила тока при этом поддерживалась неизменной. Работой против упругих сил пренебречь. Определить среднюю ЭДС, возникшую при этом в замкнутом контуре, если изменение конфигурации произошло за t=5 секунд?

Решение.

По закону сохранения энергии, чтобы развернуть контур вдоль линий магнитного поля или сначала его деформировать и потом повернуть, надо  совершить одинаковую работу,  поскольку в развернутом состоянии на деформацию работа не  требуется.
Поэтому определим  разницу работ на поворот квадратного и круглого контуров.  
В квадратном контуре  два проводника длиной L с током, перпендикулярным линиям магнитного поля, сместим поперек силы на L/2. Где L=2πR/4.
Совершённая работа будет равна:
 А2=2F L/2=2IBLL/2=IBL^2=IB(〖2πR/4)〗^2=(IB4π^2 R^2)/16=(IBπ^2 R^2)/4.
При повороте круглого проводника на угол π/2 путь против силы равен L=Rsinφ.  Проекция силы тока на ось поворота изменяется на sinφ. Находим работу при повороте контура, интегрируя элементарные проводники длиной (dφ)R от 0 до π/2.  
dА1=LdF=RsinφIB(dφ)Rsinφ,
А1=R^2 IB∫_0^(π/2)▒〖〖sin〗^2 φdφ=R^2 IB〗 (π/4-sin⁡(π/2)cos⁡(π/2))=R^2 IB π/4.
 Учитывая, что работу нашли для четвёртой части контура, полная работа будет равна: А1=R^2 IBπ.
Разность работ на поворот, а следовательно и на деформирование будет равна:
А= А1- А2=R^2 IBπ-(IBπ^2 R^2)/4=R^2 IBπ(1-π/4)=0,01∙100∙0,1∙3,14(1-3,14/4)=0,0675Дж=67,5мДж.
ЭДС индукции, возникшую при этом, определим по формуле: Е=-∆Ф/∆t=B(L^2-πR^2)/∆t=B((2πR/4)^2-.πR^2 )/∆t

Яндекс.Метрика