понедельник, 13 января 2020 г.

Магнитный поток. Явление электромагнитной индукции. Закон электромагнитной индукции. Правило Ленца

Ответ #1:

 

Магнитным потоком Ф через поверхность называется произведение модуля индукции магнитного поля, пронзающего поверхность, на площадь поверхности и на косинус угла между вектором магнитной индукции и нормалью к поверхности:

Магнитный поток. Явление электромагнитной индукции. Закон  электромагнитной индукции. Правило Ленца

 

Магнитный поток – это скалярная величина. Единица измерения магнитного потока в СИ называется вебер. Его размерность:

Магнитный поток. Явление электромагнитной индукции. Закон  электромагнитной индукции. Правило Ленца

 

Рассмотрим проводящий контур, помещенный в магнитное поле. Если магнитный поток, пронзающий этот контур, изменяется со временем, то в контуре наводится ЭДС, которая называется ЭДС индукции. Это явление называется электромагнитной индукцией.

 

Закон электромагнитной индукции гласит, что возникающая в контуре ЭДС индукции прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока. При этом справедливо правило Ленца: направление тока, возникающего в контуре под действием ЭДС индукции, таково, чтобы магнитное поле этого тока было направлено противоположно внешнему полю. Т.е. получающееся по правилу буравчика поле от витка с током должно быть направлено противоположно полю, вызывающему ЭДС индукции. На основании закона электромагнитной индукции и правила Ленца можно записать следующее выражение для ЭДС индукции:

Магнитный поток. Явление электромагнитной индукции. Закон  электромагнитной индукции. Правило Ленца,

где ΔФ – это изменение магнитного потока за время Δt, а знак минус символизирует правило Ленца.

 

В случае катушки, когда контур состоит из нескольких витков, пронзаемых магнитным полем, несколько, полная ЭДС индукции равняется

Магнитный поток. Явление электромагнитной индукции. Закон  электромагнитной индукции. Правило Ленца,

где Nчисло витков.

 

Изменение магнитного потока возможно тремя способами – либо путем изменения индукции магнитного поля, либо путем изменения площади контура, либо путем поворота контура в магнитном поле. В случае движения проводника с током в магнитном поле изменение магнитного потока считается как магнитный поток через площадь, заметаемую проводником в единицу времени.

 

Пример-задача

Какая разность потенциалов образуется между концами прямолинейного проводнике длиной 0,3 м при движении в магнитном поле с индукцией 6 мТл со скоростью 10 м/с в направлении, перпендикулярном линиям магнитной индукции? Проводник расположен перпендикулярно направлению движения.

Дано:l = 0,3 м, B = 6 мТл = 0,006 Тл, v = 10 м/с.

Найти:Магнитный поток. Явление электромагнитной индукции. Закон  электромагнитной индукции. Правило Ленца

 

Решение:

Площадь, заметаемая проводником за время Δt:

Магнитный поток. Явление электромагнитной индукции. Закон  электромагнитной индукции. Правило Ленца

Магнитный поток через эту площадь

Магнитный поток. Явление электромагнитной индукции. Закон  электромагнитной индукции. Правило Ленца

ЭДС индукции, возникающая при этом в проводнике

Магнитный поток. Явление электромагнитной индукции. Закон  электромагнитной индукции. Правило Ленца

Разность потенциалов на концах проводника будет равна

Магнитный поток. Явление электромагнитной индукции. Закон  электромагнитной индукции. Правило Ленца

 

Ответ: 0,018 В.