Treść:

Obwód elektryczny w kształcie kwadratu o boku 20 cm przechodzi ruchem jednostajnym z prędkością o wartości 0,04 ^m/_s przez pole magnetyczne (zob. rysunek). Pole to jest jednorodne w obszarze o szerokości 0,6 m, skierowane prostopadle do płaszczyzny rysunku ze zwrotem przed tę płaszczyznę, a indukcja tego pola ma wartość 0,2 T. Poza wskazanym obszarem pola nie ma (B = 0). W chwili początkowej obwód znajduje się poza obszarem pola i zaczyna w nie wchodzić. W obwodzie znajduje się woltomierz, który w pewnych przedziałach czasu rejestruje wystąpienie napięcia elektrycznego.

Powyższy rysunek jest uproszczony – nie zaznaczono na nim zwojnicy wytwarzającej opisane pole magnetyczne.

Narysuj wykres zależności napięcia wskazywanego przez woltomierz od czasu. Wykorzystaj niezbędne wartości podane w zadaniach 5.2 i 5.3.

---

Rozwiązanie:

 Uzasadnienie: 

W zadaniu 5.2 podano, że napięcie wskazywane przez woltomierz wynosiło 1,6 mV. Z kolei w zadaniu 5.3 podano, że przechodzenie obwodu przez obszar pola magnetycznego wynosił 20 s, z czego przez 10 sekund cały obwód przebywał w obszarze pola magnetycznego. Indukowany prąd elektryczny w obwodzie występuje jedynie na skutek zmian strumienia indukcji pola magnetycznego. Takie zmiany następują kiedy obwód wchodzi lub wychodzi z pola (pierwsze i ostatnie 5 sekund ruchu). Jeżeli cała powierzchnia obwodu znajduje się w polu magnetycznym, to strumień indukcji magnetycznej przez niego przechodzący jest stały i nie następuje przepływ prądu indukowanego.

 Odpowiedź: 

Rysujemy wykres: