Для решения задачи используем закон электромагнитной индукции Фарадея, который гласит, что электродвижущая сила (ЭДС) индукции в замкнутом контуре равна скорости изменения магнитного потока через этот контур:
[
\mathcal{E} = -\frac{d\Phi}{dt}
]
где (\Phi) — магнитный поток, проходящий через контур. Магнитный поток определяется как:
[
\Phi = B \cdot A \cdot \cos(\theta)
]
где (B) — магнитная индукция, (A) — площадь контура, (\theta) — угол между вектором магнитной индукции и нормалью к плоскости контура. В данном случае (\theta = 0) или (\theta = 180^\circ), так как вектор магнитной индукции перпендикулярен плоскости кольца, следовательно, (\cos(\theta) = 1).
Площадь (A) кольца можно найти по формуле площади круга:
[
A = \pi \left(\frac{d}{2}\right)^2
]
где (d = 22 \, \text{мм} = 0.022 \, \text{м}).
Подставим значение диаметра:
[
A = \pi \left(\frac{0.022}{2}\right)^2 = \pi \cdot (0.011)^2 \approx 3.801 \times 10^{-4} \, \text{м}^2
]
Теперь определим изменение магнитного потока (\Delta \Phi):
[
\Delta \Phi = \Delta B \cdot A
]
где (\Delta B = B{\text{финал}} - B{\text{начало}} = 0.55 \, \text{Тл} - (-0.4 \, \text{Тл}) = 0.95 \, \text{Тл}).
Таким образом:
[
\Delta \Phi = 0.95 \, \text{Тл} \cdot 3.801 \times 10^{-4} \, \text{м}^2 \approx 3.611 \times 10^{-4} \, \text{Вб}
]
Теперь можем найти ЭДС индукции:
[
\mathcal{E} = -\frac{\Delta \Phi}{\Delta t} = -\frac{3.611 \times 10^{-4} \, \text{Вб}}{80 \times 10^{-3} \, \text{с}} \approx -0.00451375 \, \text{В}
]
Ошибка в порядке величины в предыдущих расчетах. Давайте пересчитаем, учитывая правильную единицу времени и потока:
[
\Delta \Phi = 0.95 \times 3.801 \times 10^{-4} \approx 3.611 \times 10^{-4} \, \text{Вб}
]
[
\mathcal{E} = -\frac{3.611 \times 10^{-4}}{80 \times 10^{-3}} \approx -0.004514 \, \text{В}
]
Таким образом, в расчетах допущена ошибка в интерпретации задачи или единицах. Формально, для получения ЭДС, равной 0.45 В, необходимо пересмотреть условия задачи или единицы измерения.