Давайте разберем оба вопроса по очереди.
1. Определение индукции магнитного поля
Для начала рассмотрим проводник длиной ( l = 30 ) см (( 0.3 ) м), который движется со скоростью ( v = 5 ) м/с перпендикулярно линиям индукции однородного магнитного поля. В этом проводнике возникает электродвижущая сила (ЭДС) ( \mathcal{E} = 2.4 ) В.
ЭДС, возникающая в проводнике, движущемся в магнитном поле, определяется по формуле:
[ \mathcal{E} = B \cdot l \cdot v, ]
где:
- ( B ) — индукция магнитного поля,
- ( l ) — длина проводника,
- ( v ) — скорость движения проводника.
Перепишем формулу для определения индукции магнитного поля ( B ):
[ B = \frac{\mathcal{E}}{l \cdot v}. ]
Подставим известные значения:
[ B = \frac{2.4 \, \text{В}}{0.3 \, \text{м} \cdot 5 \, \text{м/с}}. ]
Теперь произведем вычисления:
[ B = \frac{2.4}{0.3 \times 5} = \frac{2.4}{1.5} = 1.6 \, \text{Тл}. ]
Итак, индукция магнитного поля ( B ) равна ( 1.6 ) Тл.
2. Определение ЭДС самоиндукции
Теперь рассмотрим катушку с индуктивностью ( L = 90 ) мГн (( 0.09 ) Гн). При размыкании цепи сила тока изменяется от ( I = 10 ) А до ( 0 ) А за время ( \Delta t = 0.015 ) с.
ЭДС самоиндукции определяется по формуле:
[ \mathcal{E}_\text{сам} = -L \cdot \frac{\Delta I}{\Delta t}, ]
где:
- ( L ) — индуктивность катушки,
- ( \Delta I ) — изменение силы тока,
- ( \Delta t ) — время, за которое произошло изменение силы тока.
Подставим известные значения:
[ \mathcal{E}_\text{сам} = -0.09 \, \text{Гн} \cdot \frac{10 \, \text{А} - 0 \, \text{А}}{0.015 \, \text{с}}. ]
Произведем вычисления:
[ \mathcal{E}_\text{сам} = -0.09 \cdot \frac{10}{0.015} = -0.09 \cdot 666.67 = -60 \, \text{В}. ]
Знак минус указывает на направление ЭДС, противоположное изменению тока.
Таким образом, ЭДС самоиндукции, возникающая в катушке, равна ( 60 ) В.