Формулы по физике 11 класс: правило Ленца

Правило Ленца определяет направление индукционного тока: возникающий ток всегда направлен так, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, вызвавшему этот ток. Тема преимущественно описательная, однако для решения школьных задач используется закон электромагнитной индукции Фарадея с учётом правила Ленца.

Формулы: правило Ленца

Что находимФормулаОбозначения и единицы СИ
Закон электромагнитной индукции Фарадея с учётом правила Ленцаℰi = −ΔΦ/Δt
  • ℰi — эДС индукции, В
  • ΔΦ — изменение магнитного потока через контур, Вб
  • Δt — промежуток времени, за который изменился магнитный поток, с
Закон электромагнитной индукции для катушки из N витковℰi = −N·ΔΦ/Δt
  • ℰi — эДС индукции, В
  • N — количество витков катушки
  • ΔΦ — изменение магнитного потока через один виток, Вб
  • Δt — время изменения магнитного потока, с
Сила индукционного тока (закон Ома для полной цепи с учётом ЭДС индукции)Ii = ℰi/R
  • Ii — сила индукционного тока, А
  • ℰi — модуль ЭДС индукции, В
  • R — полное сопротивление замкнутого контура, Ом

Когда какую формулу применять

  • Правило Ленца применяй, чтобы определить направление индукционного тока: его магнитное поле противодействует изменению магнитного потока, а не обязательно самому магнитному полю.
  • Формулу ℰi = −ΔΦ/Δt используй для расчёта ЭДС индукции при равномерном изменении магнитного потока.
  • Для катушки с несколькими витками используй формулу с множителем N. Изменение магнитного потока указывай для одного витка.
  • Формулу Ii = ℰi/R применяй для определения силы индукционного тока в замкнутом контуре.
  • Знак минус в законе Фарадея отражает правило Ленца. При вычислении модуля ЭДС используют положительное значение; магнитный поток измеряется в веберах, время — в секундах.

Пример решения задачи

Магнитный поток через один виток замкнутого контура равномерно изменился от 0,02 Вб до 0,08 Вб за 0,03 с. Сопротивление контура составляет 2 Ом. Определите модуль силы индукционного тока.

Дано:

Φ₁ = 0,02 Вб

Φ₂ = 0,08 Вб

Δt = 0,03 с

R = 2 Ом

Найти: Ii

Решение:

Изменение магнитного потока:

ΔΦ = Φ₂ − Φ₁ = 0,08 − 0,02 = 0,06 Вб.

По закону электромагнитной индукции определяем модуль ЭДС:

|ℰi| = ΔΦ/Δt = 0,06/0,03 = 2 В.

По закону Ома определяем силу индукционного тока:

Ii = |ℰi|/R = 2/2 = 1 А.

Ответ: 1 А.

Формулы по физике 11 класс