Квадратная рамка со стороной 10см находится в одной плоскости с длинным прямым проводом с током 1а так, что две ее стороны параллельны проводу. ближайшая сторона рамки отстоит от провода на 10см . сопротивление рамки равно 4 ом. какой заряд пройдет по рамке при ее повороте на 180 градусов вокруг оси , параллельной проводу?
Сначала определим, какое магнитное поле создает длинный прямой провод с током. Магнитное поле вокруг провода в любой точке может быть определено с помощью формулы:
B = (μ0 * I) / (2 * π * r),
где B - магнитное поле, I - сила тока, r - расстояние от провода, μ0 - магнитная постоянная (μ0 примерно равно 4π * 10^-7 Тл/А).
Для данной задачи у нас есть провод с током 1 А, и ближайшая сторона рамки отстоит от провода на 10 см = 0,1 м.
Теперь мы можем расчитать магнитное поле, создаваемое проводом:
B = (4π * 10^-7 Тл/А * 1 А) / (2 * π * 0,1 м) = 2 * 10^-6 Тл.
Теперь у нас есть необходимая информация, чтобы расчитать заряд, пройденный по рамке.
Согласно закону Фарадея, электродвижущая сила (ЭДС) индукции, создаваемая поворотом рамки вокруг оси, равна изменению магнитного потока. В данном случае магнитный поток равен произведению магнитного поля на площадь рамки:
Ф = B * A,
где Ф - магнитный поток, B - магнитное поле, A - площадь рамки.
Поскольку нас интересует изменение магнитного потока при повороте рамки на 180 градусов, площадь рамки не изменяется, поэтому ЭДС индукции будет равна:
ЭДС = B * A.
Теперь нам нужно выразить площадь рамки через сторону. Поскольку рамка квадратная, площадь равна:
A = a^2,
где a - сторона рамки.
Используя данные из условия, сторона рамки равна 10 см = 0,1 м, поэтому:
A = (0,1 м)^2 = 0,01 м^2.
Теперь мы можем рассчитать ЭДС индукции:
ЭДС = B * A = (2 * 10^-6 Тл) * (0,01 м^2) = 2 * 10^-8 В.
Таким образом, заряд, пройденный по рамке при ее повороте на 180 градусов вокруг оси, параллельной проводу, будет равен:
Q = R * ЭДС = 4 Ом * (2 * 10^-8 В) = 8 * 10^-8 Кл.