Задачи › Вихревое электрическое поле, закон Фарадея

Кольцо в выключаемом поле

  1. Кольцо в выключаемом поле

    «Бельчонок» 2021/22, 11 кл.
    6/10

    Перпендикулярно плоскости непроводящего покоящегося кольца массы \(m\) с зарядом \(q\) включено магнитное поле индукции \(B\). Какую угловую скорость вращения приобретёт кольцо после выключения магнитного поля? (15 баллов)

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Выключение поля меняет магнитный поток через кольцо: какое вихревое электрическое поле возникает на окружности кольца? Какое ускорение оно сообщает заряду \(q\)?

    Ответ

    \(\omega = \dfrac{qB}{2m}\).

    Решение

    При изменении потока \(\Phi = BS = B\pi R^2\) через плоскость кольца по его периметру возникает вихревое электрическое поле (закон Фарадея), напряжённость \(E\) которого, умноженная на длину окружности кольца, даёт модуль ЭДС индукции: \[\varepsilon = E\cdot 2\pi R = \frac{\Delta\Phi}{\Delta t}.\] Таким образом, заряженное кольцо в этом поле испытывает силу и приобретает ускорение, которое можно определить из уравнения Ньютона: \[m\,\frac{\Delta V}{\Delta t} = F = Eq.\] С учётом закона Фарадея для приращения угловой скорости получим \[\Delta\omega = \Delta\left(\frac{V}{R}\right) = \frac{qB}{2m}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи