2019-12-31
В магнитном поле постоянного прямолинейного тока находится квадратная металлическая рамка ABCD (см. рисунок). Рамку переводят в новое положение, показанное на рисунке пунктиром. Это можно сделать двумя способами: равномерным поворотом вокруг стороны CD или равномерным параллельным переносом вдоль AD. При каком способе выделится больше тепла, если время перевода рамки в новое положение в обоих случаях одинаковое?
Решение:
При переводе рамки в новое положение изменяется пронизывающий ее магнитный поток. В результате в рамке индуцируется электродвижущая сила, возникает ток и выделяется тепло. ЭДС индукции, а значит, и выделившееся в рамке количество теплоты зависят от изменения магнитного потока через рамку и от времени, за которое это изменение произошло.
Во время поворота рамки вокруг стороны CD магнитный поток изменяется от некоторого начального значения до нуля и далее до некоторого значения с противоположным, по cравнению с первоначальным, знаком. При параллельном переносе рамки вдоль AD изменение магнитного потока происходит от начального значения до другого, меньшего значения, но с тем же знаком. Таким образом, в первом случае изменение магнитного потока больше, чем во втором. Это означает, что и тепла в рамке выделится больше в первом случае.