ГДЗ по физике, 11 класс, Мякишев, номер p43.5: ЭДС индукции. Микрофон. Громкоговоритель

План решения.

Для определения силы тока в замкнутом контуре необходимо найти ЭДС индукции, возникающую при движении рамки. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, ЭДС равна скорости изменения магнитного потока через контур: ε=-dΦ/dt. Магнитный поток Φ зависит от площади проекции рамки на плоскость, перпендикулярную вектору магнитной индукции B, и угла между вектором нормали к рамке и вектором B.

Вычисление.

Рассмотрим движение квадратной рамки со стороной a в однородном магнитном поле с индукцией B. Рамка движется поступательно со скоростью v. Поскольку поле однородное (вектор B одинаков во всех точках пространства), а сама рамка не деформируется и не поворачивается относительно поля (движение поступательное), площадь рамки S=a² постоянна, и угол ориентации рамки относительно линий магнитной индукции также остается неизменным.

Следовательно, магнитный поток, пронизывающий рамку, равен:

где α — угол между вектором B и нормалью к плоскости рамки. Так как B, a и α не меняются со временем, то производная магнитного потока по времени равна нулю:

Значит, ЭДС индукции в рамке отсутствует: ε=0. По закону Ома для полной цепи сила тока I определяется как отношение ЭДС к сопротивлению:

Проверка и анализ вариантов.

Часто возникает заблуждение, что если проводник движется в магнитном поле, то в нем обязательно возникает ЭДС. Это верно для отдельного участка проводника, но для замкнутого контура важно изменение общего потока. В данном случае стороны рамки, параллельные вектору скорости, не пересекают линии индукции (или их вклад компенсируется), а стороны, перпендикулярные скорости, создают ЭДС самоиндукции, которые направлены встречно и полностью компенсируют друг друга, так как они находятся в одинаковых условиях (одинаковая длина, скорость и угол). Поэтому суммарная ЭДС в контуре равна нулю.

Из предложенных вариантов правильный ответ — 3) 0.