Strumień magnetyczny

1. $|\varepsilon|=\dfrac{|\Delta\Phi|}{\Delta t}=\dfrac{0{,}6}{0{,}3}=2$ V.

Odpowiedź: $\varepsilon=2$ V

1. 1. W pętli płynie prąd indukcyjny — prawda, strumień się zmienia.
2. 2. Prąd płynie tak, by odpychać magnes — prawda (reguła Lenza).
3. 3. Po zatrzymaniu magnesu prąd nadal płynie — fałsz, brak zmiany strumienia.

Odpowiedź: PPF

1. $\Phi_1=BS=0{,}5\cdot0{,}02=0{,}01$ Wb, $\Phi_2=0$ (płaszczyzna równoległa do $\vec B$).
2. $|\varepsilon|=\dfrac{0{,}01}{0{,}1}=0{,}1$ V.

Odpowiedź: $\varepsilon=0{,}1$ V

1. Załóżmy przeciwnie: prąd indukcyjny płynie tak, że pętla przyciąga zbliżający się magnes.
2. Wtedy magnes byłby przyśpieszany, co zwiększałoby zmianę strumienia i prąd — a ten przyśpieszałby magnes jeszcze bardziej.
3. Układ samoczynnie zwiększałby swoją energię kinetyczną i elektryczną bez dostarczania energii z zewnątrz — sprzeczność z zasadą zachowania energii.
4. Zatem prąd musi płynąć tak, by przeciwdziałać zmianie: pętla odpycha zbliżający się magnes, a energia elektryczna pochodzi z pracy wykonanej przeciw tej sile. $\blacksquare$

Odpowiedź: dowód

Wskazówka: CKE lubi to rozumowanie — kluczowe jest zdanie o źródle energii prądu indukcyjnego.

$\Phi = B S = 0{,}3\cdot 0{,}4 = 0{,}12\ \text{Wb}$.

Strumień zależy od kąta między powierzchnią ramki a liniami pola. Gdy ramka jest prostopadła do pola — strumień jest największy; gdy równoległa — strumień wynosi zero. Obracając ramkę, cyklicznie zmieniamy strumień, co (zgodnie z prawem Faradaya) indukuje w niej prąd przemienny — na tym opiera się prądnica.

Z $\Phi = B S$: $B = \dfrac{\Phi}{S} = \dfrac{0{,}2}{0{,}5} = 0{,}4\ \text{T}$.