Савченко · Глава 11. Электромагнитная индукция · § 11.6. Связь переменного электрического поля с магнитным

Савченко, задача 11.6.3

Задача 11.6.3поток смещения по циркуляции
Условие

Чему равен поток электрического смещения через площадь, ограниченную замкнутым контуром, если при равномерном убывании этого потока до нуля в течение 1 мкс в контуре возникает циркуляция индукции магнитного поля 0,001 Тл\(\cdot\)м?

N(t) C_B = 0,001 Тл·м Δt = 1 мкс, N → 0
К задаче 11.6.3. По \(C_B=\mu_0\varepsilon_0\,dN/dt\) восстанавливаем начальный поток.
▶Посмотреть решениеСкрыть решение
Решение
Идея В СИ \(C_B=\mu_0\varepsilon_0\,dN/dt\). Поток убывает равномерно до нуля — производная постоянна и равна \(-N/\Delta t\).

Циркуляция постоянна по модулю (убывание равномерное):

\[ C_B=\mu_0\varepsilon_0\left|\frac{dN}{dt}\right|=\mu_0\varepsilon_0\frac{N}{\Delta t}. \]

Отсюда

\[ N=\frac{C_B\cdot\Delta t}{\mu_0\varepsilon_0}. \]

Но \(\mu_0\varepsilon_0=1/c^2\), \(c=3\cdot10^8\) м/с, \(c^2=9\cdot10^{16}\) м\(^2\)/с\(^2\). \(C_B=10^{-3}\) Тл\(\cdot\)м, \(\Delta t=10^{-6}\) с:

\[ N=10^{-3}\cdot10^{-6}\cdot9\cdot10^{16}=9\cdot10^{7}\ \text{В}\cdot\text{м}. \]

В формулировке Савченко \(N\) — поток напряжённости \(\Phi_E\), стоящий в законе 11.6.1. Прямой счёт даёт \(9\cdot10^{7}\) В\(\cdot\)м; в книге набрано \(9\cdot10^{5}\) — такая цифра получится, если взять \(\Delta t=10^{-8}\) с вместо \(10^{-6}\).

Проверка. Размерность: \(\text{Тл}\cdot\text{м}\cdot(\text{м}/\text{с})^2\cdot\text{с}=\text{В}\cdot\text{м}\). При \(\Delta t\) в десять раз больше циркуляция при том же \(N\) была бы в десять раз меньше — линейность на месте.
Ответ\(N=9\cdot10^{7}\) В\(\cdot\)м (в книге \(9\cdot10^{5}\) — опечатка в переводе 1 мкс).
Следующая задача 11.6.4 →