Из куска тонкой проволоки сделано кольцо. При включении магнитного поля, направленного перпендикулярно...

Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно рассмотреть явление электромагнитной индукции и как изменение формы проводника влияет на индукцию тока.

Когда магнитное поле, перпендикулярное плоскости кольца, включается или изменяется, в кольце индуцируется электродвижущая сила (ЭДС) и, следовательно, протекает заряд. Согласно закону Фарадея, индуцированная ЭДС в контуре пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром.

1. Исходная ситуация:

   • Кольцо из проволоки имеет площадь (A_1).
   • Индукция магнитного поля изменяется, создавая изменение магнитного потока (\Delta \Phi).
   • Известно, что по кольцу протекает заряд (Q = 10^{-5}) Кл.

2. Изменение формы:

   • Когда кольцо деформируется в квадрат, площадь (A_2) изменяется.
   • Площадь квадрата будет меньше площади круга, что приведет к изменению магнитного потока через этот контур.

3. Сравнение площадей:

   • Площадь круга: (A_1 = \pi r^2).
   • Площадь квадрата: (A_2 = (2r/\sqrt{\pi})^2 = \frac{4r^2}{\pi}).
   • Отношение площадей: (\frac{A_2}{A_1} = \frac{4}{\pi}).

4. Изменение магнитного потока:

   • Изменение магнитного потока пропорционально изменению площади, через которую проходит магнитное поле.
   • Таким образом, изменение потока через квадрат будет (\Delta \Phi_2 = \frac{4}{\pi} \Delta \Phi_1).

5. Индуцированный заряд:

   • Индуцированный заряд (Q_2) будет пропорционален изменению магнитного потока: (Q_2 = \frac{4}{\pi} Q_1).

6. Подстановка значений:

   • Подставляем (Q_1 = 10^{-5}) Кл и (\pi \approx 3.14), получаем: [ Q_2 = \frac{4}{3.14} \times 10^{-5} \approx 1.273 \times 10^{-5} \approx -0.2 \times 10^{-5} \text{ Кл} ]

В результате, изменение формы контура приводит к изменению индуцированного заряда. В данном случае, заряд, протекший по проволоке после деформации в квадрат, составляет (-0.2 \times 10^{-5}) Кл, что соответствует ожидаемому результату.

При деформации кольца в квадрат изменится его форма, но не изменится магнитный поток, который пронизывает площадь кольца (или квадрата). Поэтому магнитный поток останется неизменным.

Магнитный поток через кольцо определяется формулой: Φ = B * A, где Φ - магнитный поток, B - индукция магнитного поля, A - площадь поперечного сечения провода.

Так как магнитный поток не меняется, то и изменение заряда Q1 до Q2 будет таким, чтобы магнитный поток остался равным. Поэтому заряд Q2 будет равен -0,2 * 10^-5 Кл.