Тема . №25 Электродинамика (Расчетная задача высокого уровня сложности)
.06 Электромагнитная индукция
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела №25 электродинамика (расчетная задача высокого уровня сложности)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#85984

Горизонтально расположенное тонкое проволочное кольцо поместили в вертикальное магнитное поле, величина индукции которого изменяется по гармоническому закону с частотой ν =50  Гц. За время τ = 8  с кольцо нагрелось на Δt = 1∘C  . Найти, за какое время τ1  это кольцо нагрелось бы на столько же, если бы частота изменения индукции магнитного поля была в n= 2  раза больше. Тепловыми потерями кольца и его индуктивностью пренебречь.

Показать ответ и решение

Магнитный поток будет определяться формулой

B(t)= Bmaxsin(ωt),

где ω = 2π ν  – частота вращения рамка, Bmax  – максимальное значение индукции магнитного поля.
Магнитный поток

Φ = BS cosα = BS,

где S  – площадь кольца, α  – угол между вектором индукции и нормалью, проведенной к плоскости кольца.

Φ (t)= BmaxS sin(2π νt).

ЭДС индукции равна производной от магнитного потока по времени

ℰi = −Φ′(t)= − BmaxS⋅2πν cos(2πνt)

Количество теплоты равно

    |ℰi|2-
Q =  R Δt.

При переходе от первой ситуации ко второй изменяется ЭДС индукции. В формуле расчета количества теплоты воспользуемся средним квадратом ЭДС индукции

                                     (             )
ℰ2i = 4π2ν2S2B2maxcos2(2πνt)= 4π2ν2S2B2max 1 + 1cos(4πνt)
                                      2   2

Так как среднее значение косинуса равно нулю, то среднее значение квадрата ЭДС индукции равно

 2     2 2 2 2    1    2 2 2 2
ℰiср =4π ν S Bmax ⋅2 = 2π ν S Bmax

То есть количество теплоты, необходимое для нагрева на ту же температуру постоянно, то при увеличении в 2 раза частоты, средний квадрат ЭДС индукции увеличивается в 4 раза, следовательно, время нагрева сократится в 4 раза и станет равно 2 с.

Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!