Формулы по физике 11 класс: явление электромагнитной индукции

Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока через его поверхность. В таблице приведены основные формулы для расчёта магнитного потока, ЭДС индукции и индукционного тока.

Формулы: явление электромагнитной индукции

Что находим	Формула	Обозначения и единицы СИ
Магнитный поток через плоский контур	Φ = B·S·cos α	Φ — магнитный поток через поверхность контура, Вб B — магнитная индукция, Тл S — площадь поверхности контура, м² α — угол между вектором магнитной индукции и нормалью к поверхности контура
Закон электромагнитной индукции Фарадея	ε_и = -ΔΦ/Δt \|ε_и\| = \|ΔΦ\|/Δt	ε_и — эДС электромагнитной индукции, В ΔΦ — изменение магнитного потока через контур, Вб Δt — промежуток времени, за который изменился магнитный поток, с
ЭДС индукции в катушке из N витков	ε_и = -N·ΔΦ/Δt \|ε_и\| = N·\|ΔΦ\|/Δt	ε_и — эДС электромагнитной 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 замкнутого контура)	I_и = \|ε_и\|/R	I_и — сила индукционного тока, А ε_и — эДС индукции, В R — полное электрическое сопротивление замкнутого контура, Ом
Закон электромагнитной индукции для прямого проводника, движущегося перпендикулярно магнитному полю	ε_и = B·l·v	ε_и — модуль ЭДС индукции, В B — магнитная индукция, Тл l — длина проводника, находящегося в магнитном поле, м v — скорость движения проводника перпендикулярно его длине и линиям магнитной индукции, м/с

Когда какую формулу применять

Магнитный поток Φ = B·S·cos α применяйте, когда известны магнитная индукция, площадь контура и угол между магнитным полем и нормалью к поверхности. Если поле перпендикулярно поверхности, α = 0°; если параллельно поверхности, α = 90°.
Закон Фарадея используйте для расчёта ЭДС при изменении магнитного потока. Для определения модуля ЭДС берите абсолютное значение изменения потока.
Для катушки из нескольких витков учитывайте множитель N. Изменение магнитного потока в этой формуле относится к одному витку.
Для расчёта индукционного тока используйте закон Ома I_и = |ε_и|/R. Учитывайте полное сопротивление замкнутого контура.
Формулу ε_и = B·l·v применяйте только при взаимно перпендикулярном расположении проводника, скорости его движения и магнитного поля. Переводите площадь в м², длину в м, время в секунды, магнитную индукцию в тесла.

Пример решения задачи

Замкнутый контур сопротивлением 4 Ом находится в магнитном поле. За 0,2 с магнитный поток через контур равномерно изменился от 0 до 0,8 Вб. Определите силу индукционного тока.

Дано:

R = 4 Ом

ΔΦ = 0,8 Вб

Δt = 0,2 с

I_и — ?

Решение:

По закону электромагнитной индукции модуль ЭДС равен:

|ε_и| = |ΔΦ|/Δt

|ε_и| = 0,8/0,2 = 4 В

По закону Ома для замкнутого контура:

I_и = |ε_и|/R

I_и = 4/4 = 1 А

Ответ: 1 А.