2017-01-22
Проволочную катушку, содержащую $N$ витков, помещают в однородное магнитное поле так, что линии индукции перпендикулярны плоскости витков, и с помощью гибких проводников подсоединяют к гальванометру. При быстром удалении катушки из магнитного поля по цепи протекает заряд $q$, измеряемый гальванометром. Найти индукцию магнитного поля $B$. Все витки имеют одинаковую площадь. Полное сопротивление цепи равно $R$.
Решение:
Пусть за время $\Delta t$ магнитный поток через катушку изменился на величину $\Delta \Phi = NS \Delta B$, где $\Delta B$ — изменение среднего магнитного поля в катушке за время $\Delta t$. Тогда в катушке возникнет индукционный ток
$I = - \frac{NS \Delta B}{R \Delta t}$.
Заряд, протекающий через гальванометр за время $\Delta t$,
$\Delta q = I \Delta t = - \frac{NS}{R} \Delta B$.
Полный заряд за все время изменения магнитного поля до нуля дается соотношением $q = (NS/R)B$. Отметим, что при внесении катушки в магнитное поле выражение для величины тока и заряда осталось бы таким же, но направление тока и знак заряда были бы противоположны. Для индукции магнитного поля $B$ получаем: $B = qR/(NS)$. Полный заряд не зависит от того, по какому закону изменяется магнитный поток со временем.
Ответ: $B = qR/(NS)$.