Сборник задач по физике с примерами решений. Молекулярная физика и термодинамика. Электромагнетизм. Александров В.Н - 86 стр.

UptoLike

85
cosSBФ
(2)
где
=
t мгновенное значение угла между вектором
B
и нормалью
n
к
площадке S.
Подставив формулы для
и
в (2), а затем (2) в (1), получим выра-
жение для мгновенного значения ЭДС индукции:
t
T
2π
sin
T
2π
NBSt
T
2π
sin
T
2π
NBSt
T
2π
cosBS
dt
d
N
i
. (3)
Максимальное значение ЭДС индукции принимает при
1t
T
2
sin
, то
есть если мгновенное значение угла между векторами
B
и
n
составляет
90
0
. Поэтому:
В10250
0,2
3,142
1040,1200
T
2π
NBS
34
i
.
Ответ:
i
= 250
мВ.
10.10. Соленоид, состоящий из
=80 витков и имеющий диаметр d=8см, на-
ходится в однородном магнитном поле с напряженностью Н=4,8·10
4
А/м.
Соленоид поворачивается на 180
0
за время t=0,2с. Найти среднее зна-
чение ЭДС, возникающей в соленоиде, если ось соленоида до и после
поворота направлена вдоль поля. (Ответ: 0,24В).
10.11. Соленоид содержит
=100 витков. Сечение сердечника S=10см
2
. По об-
мотке течет ток, создающий поле с индукцией В=1,5Тл. Найти среднее
значение ЭДС, которая возникнет на зажимах соленоида, если ток умень-
шится до нуля за время t=5·10
-4
с. (Ответ: 3·10
3
В).
10.12. Катушку с ничтожно малым активным сопротивлением и индуктивно-
стью L=3 Гн присоединяют к источнику тока с ЭДС
=15В и ничтож-
но малым внутренним сопротивлением. Через какой промежуток време-
ни ток в катушке достигнет значения
t
= 5А?
Дано: L=3 Гн;
=15В; t
0
=0с; I
0
=0А; I
t
=5А.
Найти: t.
Решение
По закону Ома для замкнутой цепи:
rR
I
. (1)
Полная ЭДС цепи согласно условию данной задачи равна сумме ЭДС
источника
1
и ЭДС самоиндукции
2
, возникающей после присоединения
катушки к источнику:
. (2)
                                           Ф  B  S  cos                                   (2)
    где =t – мгновенное значение угла между вектором B и нормалью n к
    площадке S.
         Подставив формулы для  и  в (2), а затем (2) в (1), получим выра-
    жение для мгновенного значения ЭДС индукции:

     i   N d  BS  cos 2π t    NBS  2π   sin 2π t   NBS  2π   sin 2π t  .   (3)
               dt            T                T          T               T         T 
                                                                                 2
          Максимальное значение ЭДС индукции принимает при sin                       t  1 , то
                                                                                 T
    есть если мгновенное значение угла между векторами B и n составляет
    900. Поэтому:
                  i  NBS  2π  200  0,1  4  10 4  2  3,14  250  10 3 В .
                             T                              0,2
    Ответ:  i = 250 мВ.

10.10. Соленоид, состоящий из =80 витков и имеющий диаметр d=8см, на-
      ходится в однородном магнитном поле с напряженностью Н=4,8·104А/м.
      Соленоид поворачивается на 180 0 за время t=0,2с. Найти среднее зна-
      чение ЭДС, возникающей в соленоиде, если ось соленоида до и после
      поворота направлена вдоль поля. (Ответ: 0,24В).
10.11. Соленоид содержит  =100 витков. Сечение сердечника S=10см2. По об-
      мотке течет ток, создающий поле с индукцией В=1,5Тл. Найти среднее
      значение ЭДС, которая возникнет на зажимах соленоида, если ток умень-
      шится до нуля за время t=5·10-4с. (Ответ: 3·103В).
10.12. Катушку с ничтожно малым активным сопротивлением и индуктивно-
      стью L=3 Гн присоединяют к источнику тока с ЭДС  =15В и ничтож-
      но малым внутренним сопротивлением. Через какой промежуток време-
      ни ток в катушке достигнет значения t= 5А?
    Дано: L=3 Гн;  =15В; t0=0с; I0=0А; It=5А.
    Найти: t.
                                              Решение
        По закону Ома для замкнутой цепи:
                                    I Rr.                         (1)
        Полная ЭДС цепи согласно условию данной задачи равна сумме ЭДС
    источника  1 и ЭДС самоиндукции  2 , возникающей после присоединения
    катушки к источнику:
                                      .                       (2)


                                                                                                        85