Квадратная проволочная рамка со стороной l=10 см находится в однородном магнитном поле с индукцией В. На рисунке изображена зависимость проекции вектора В на перпендикуляр к плоскости рамки от времени. Какое количество теплоты выделится в рамке за время t = 10 с, если сопротивление рамки R = 0,2 Ом?
Решение:
При изменении магнитного поля поток вектора магнитной индукции Ф(t) = B(t)S через рамку площадью S - l2 изменяется, что создаёт в ней ЭДС индукции ℰ. В соответствии с законом индукции Фарадея
Эта ЭДС вызывает в рамке ток, сила которого определяется законом Ома для замкнутой цепи:
Согласно закону Джоуля — Ленца за время Δt в рамке выделится количество теплоты:
За время Δt1 = t2 = 4 с на первом участке графика АВ1 = В1 - Во = -1 Тл, а на втором участке Δt2 = t2 - t1 = 6 с и ΔВ2 = В2 - В1 = 0,6 Тл, поэтому суммарное количество выделившейся теплоты
Подставляя сюда значения физических величин, получим:
