4. Комбинированная задача Рамка площадью 0,01 м², содержащая 20 витков, находится в поле индукцией 0,2 Тл. Плоскость рамки параллельна линиям поля. Рамку поворачивают на 90° за 0,05 с. Найдите ЭДС индукции. Как изменится знак ЭДС при повороте в обратную сторону?

Дано:

• Площадь рамки: \( S = 0,01 \) м²
• Число витков: \( N = 20 \)
• Индукция магнитного поля: \( B = 0,2 \) Тл
• Время поворота: \( \Delta t = 0,05 \) с
• Угол поворота: \( \Delta \varphi = 90° = \frac{\pi}{2} \) рад

Решение:

1. Начальный магнитный поток через рамку равен нулю, так как плоскость рамки параллельна линиям поля.
2. При повороте рамки на 90° магнитный поток становится максимальным: \( \Phi = B \cdot S \cdot cos(0°) = B \cdot S \).
3. Изменение магнитного потока: \( \Delta \Phi = \Phi_{конечное} - \Phi_{начальное} = B \cdot S - 0 = B \cdot S \).
4. ЭДС индукции определяется по закону Фарадея: \( \varepsilon = -N \frac{\Delta \Phi}{\Delta t} = -N \frac{B \cdot S}{\Delta t} \).
5. Подставляем значения: \( \varepsilon = -20 \cdot \frac{0,2 \cdot 0,01}{0,05} = -0,8 \) В.

ЭДС индукции равна -0,8 В.

Изменение знака ЭДС при обратном повороте:

При повороте рамки в обратную сторону знак ЭДС изменится на противоположный. Это связано с тем, что направление изменения магнитного потока изменится на противоположное.

Ответ: ЭДС индукции равна -0,8 В. При повороте в обратную сторону знак ЭДС изменится на противоположный.