Дано:
r = 5 м - радиус витка
B(t) = 0.02t Тл - индукция магнитного поля как функция времени
Найти: работу, совершаемую электрическим полем при перемещении электрона по витку в электрон-вольтах
Решение:
ЭДС индукции в витке определяется формулой:
ε = -dΦ/dt, где Φ - магнитный поток через поверхность витка
Магнитный поток через поверхность витка равен:
Φ = BS, где B - индукция магнитного поля, S - площадь витка
Найдем производную магнитного потока по времени для определения ЭДС индукции:
dΦ/dt = d(BS)/dt
dΦ/dt = S * dB/dt
Подставим данное выражение для изменяющейся индукции магнитного поля и найдем ЭДС индукции в витке:
ε = S * dB/dt
ε = S * d(0.02t)/dt
ε = S * 0.02
ε = 0.1
Работа, совершаемая электрическим полем при перемещении электрона по витку:
W = qε
W = 1.6 * 10^-19 * 0.1
W = 1.6 * 10^-20 Дж
Чтобы перевести работу в электрон-вольты, нужно разделить на заряд электрона:
W = (1.6 * 10^-20) / 1.6 * 10^-19
W = 0.1 эВ
Ответ: Работа, совершаемая электрическим полем при перемещении электрона по витку, равна 0.1 эВ.