Zadanie 13. Matura Operon Listopad 2021

Zadanie 13.
Płaska ramka z drutu z wpiętym amperomierzem została umieszczona w zmiennym polu magnetycznym prostopadle do linii sił. Powierzchnia ramki wynosi $400 \text{cm}^2$, a jej opór (wraz z amperomierzem) to $0,05 \Omega$. Wartości natężenia prądu wskazywane przez amperomierz przedstawiono na wykresie.[img1]Sporządź wykres zależności indukcji pola magnetycznego przenikającego przez ramkę od czasu. Wartość początkowa indukcji wynosi 0.

W pobliżu zwojnicy z rdzeniem ferromagnetycznym podłączonej do amperomierza przemieszczano magnes walcowy: naprzemiennie zbliżano go do zwojnicy (w sposób pokazany na rysunku 1.) oraz oddalano go od zwojnicy (w sposób pokazany na rysunku 2.).
Na rysunkach 1. i 2. zaznacz strzałką, w którą stronę płynie prąd przez amperomierz, oraz wpisz na obu rysunkach w wyznaczone komórki oznaczenia biegunów magnetycznych, powstających na krańcach ferromagnetycznego rdzenia.[img1]

Cewkę o oporze $R = 4 \Omega$, mającą $n = 100$ zwojów o powierzchni $S = 0,05 \text{ m}^2$, umieszczono w obszarze zmiennego pola magnetycznego, przy czym linie pola przebiegają prostopadle do płaszczyzny zwojów cewki. Wartość początkowa indukcji magnetycznej wynosi $B_0 = 0,1 \text{ T}$. Na wykresie przedstawiono zależność natężenia prądu indukowanego w cewce od czasu. Należy pominąć efekty związane z indukcją własną.[img1][img1]Sporządź wykres zależności indukcji magnetycznej od czasu w obszarze, w którym znajduje się cewka.