Присоединиться

11 класс·высокий уровень

Вычислите B для случая, когда $\nu =100Гц,$ N = 50, $S = 20мм^{2} ,$ а

Условие

Для измерения модуля индукции B постоянного магнитного поля иногда применяют магнитометр с вращающейся с известной частотой ν маленькой катушкой с известным числом витков N и площадью витка S, которую помещают в исследуемую область поля. К катушке через скользящие контакты подключают измерительную цепь (см. рисунок), состоящую из последовательно соединенных идеального диода Д и конденсатора емкостью С, к которому подключен параллельно почти идеальный вольтметр V с достаточно большим сопротивлением. Объясните, как должна располагаться ось ОО′ вращения катушки относительно вектора B⃗\vec{B} поля (например, создаваемого постоянным магнитом М), чтобы можно было правильно найти величину B. Вычислите B для случая, когда ν=100Гц,\nu =100Гц, N = 50, S=20мм2,S = 20мм^{2} , а показания вольтметра U=0,5ВU = 0,5В

Рисунок к задаче

Ответ

Ответ и полный разбор откроются после входа

Посмотреть ответ

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    Для того, чтобы изменение магнитного потока через катушку при ее вращении имело максимальную амплитуду, пропорциональную B, необходимо расположить ось вращения ОО′ перпендикулярно линиям индукции B⃗\vec{B} (в нашем случае — поперек длинной оси магнита М).2. Полный поток вектора магнитной индукции Ф через катушку при этом будет изменяться при ее вращении с частотой ν в пределах от +BNS до −BNS по закону Ф(t)=BNScos⁡(2Пиνt+φ),Ф ( t ) =BNS \cos ( 2 Пи \nu t + \varphi ) , где φ\varphi — некоторая начальная фаза, определяемая начальным положением катушки.3. По закону электромагнитной индукции Фарадея в катушке будет возникать при этом ЭДС индукции E=минусdФdt=2ПиνBNSsin⁡(2Пиνt+φ)\mathcal{E} = \frac{минус dФ}{dt} = 2 Пи \nu BNS \sin ( 2 Пи \nu t + \varphi )

Осталось ещё 2 шага

  1. Под действием этой ЭДС в замкнутой цепи с…

  2. Подставляя численные данные из условия задачи…

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «Электродинамика (расчетная задача высокого»