Как меняется электродвижущая сила (ЭДС) в проволочной рамке, когда рамка перемещается со стабильной скоростью

Schelkunchik

29

Когда проволочная рамка перемещается со стабильной скоростью в однородном магнитном поле, электродвижущая сила (ЭДС) в рамке остается постоянной. Это связано с тем, что в данном случае не происходит изменения магнитного потока через рамку.

Магнитное поле воздействует на свободные электроны в проволочной рамке и вызывает их движение, что в итоге создает ЭДС. Однако, при постоянной скорости перемещения рамки внутри магнитного поля, магнитный поток, пронизывающий рамку, остается неизменным.

Известно, что ЭДС, создаваемая в рамке, пропорциональна изменению магнитного потока. Поскольку магнитный поток остается постоянным, то и электродвижущая сила остается постоянной. Таким образом, правильный ответ на задачу состоит в пункте 2) Остается постоянной.

Можно дать математическое обоснование этого ответа. Формула для расчета электродвижущей силы в проволочной рамке: \[EMF = B \cdot l \cdot v \cdot \sin(\theta)\]
где EMF - электродвижущая сила, B - магнитная индукция, l - длина отрезка проволоки в рамке, v - скорость перемещения рамки, \(\theta\) - угол между нормалью к рамке и линиями магнитной индукции.

В данной задаче у нас угол \(\theta\) составляет 0 градусов, а скорость перемещения рамки перпендикулярна линиям индукции магнитного поля. Таким образом, \(\sin(0) = 0\), что означает, что синус 0 равен нулю.

Подставляя значение \(\sin(\theta) = 0\) в формулу ЭДС, мы получаем:
\[EMF = B \cdot l \cdot v \cdot 0 = 0\]

Таким образом, получаем, что электродвижущая сила равна нулю, что объясняет почему ЭДС остается постоянной при перемещении рамки со стабильной скоростью в однородном магнитном поле.