Какое количество теплоты выделяется в витке за 1 с?

Предмет: Физика
Раздел: Электромагнитная индукция

Дано:

Площадь витка: S = 1 см² = 10^{-4} м²
Сопротивление витка: R = 1 мОм = 10^{-3} Ом
Скорость изменения магнитной индукции: \frac{dB}{dt} = 0.01 Тл/с
Время: t = 1 с

Решение:

По закону электромагнитной индукции Фарадея, ЭДС индукции определяется как:

 \mathcal{E} = - \frac{d\Phi}{dt} 

где \Phi = B S – магнитный поток. Тогда:

 \mathcal{E} = - S \frac{dB}{dt} 

Подставим числовые значения:

 \mathcal{E} = - (10^{-4} \text{ м}^2) \cdot (0.01 \text{ Тл/с}) = - 10^{-6} \text{ В} 

Сила тока в витке определяется законом Ома:

 I = \frac{\mathcal{E}}{R} = \frac{10^{-6} \text{ В}}{10^{-3} \text{ Ом}} = 10^{-3} \text{ А} 

Количество теплоты, выделяющееся в витке за 1 с, определяется законом Джоуля-Ленца:

 Q = I^2 R t 

Подставляем значения:

 Q = (10^{-3})^2 \cdot 10^{-3} \cdot 1 = 10^{-9} \text{ Дж} 

Ответ:

Количество теплоты, выделяющееся в витке за 1 с, равно 10^{-9} Дж.