Ответ:

Для обчислення частоти обертання рамки з витками використаємо формулу ЕРС = -NdФ/dt, де N - кількість витків у рамці, dФ/dt - швидкість зміни магнітного потоку, що пронизує рамку. З формули магнітного потоку Ф = BS*cos(α), де B - індукція магнітного поля, S - площа поверхні, яку пронизує магнітне поле, α - кут між вектором індукції магнітного поля і площиною поверхні.

Для знаходження швидкості зміни магнітного потоку розкриваємо формулу ЕРС та знаходимо dt/dφ:

ЕРС = -N*dФ/dt => dФ/dt = -E/ N

dФ/dt = -BScos(α) / N

Підставляємо дані: N = 20 витків, B = 1 Тл, S = 0,2 * 0,4 м^2 = 0,08 м^2, E = 500 В

dФ/dt = -500 В / 20 * 1 Тл * 0,08 м^2 * cos(α)

Замінюємо cos(α) на 1 (найбільше значення, яке може мати cos(α)):

dФ/dt = -500 В / 20 * 1 Тл * 0,08 м^2 * 1 = -3,125 В/с

Швидкість зміни магнітного потоку від'ємна, тому ми можемо зробити висновок, що рамка з витками дроту повинна здійснювати оберти в протилежному напрямку годинникової стрілки.

Кількість обертів за хвилину (О/хв) можна обчислити, знаючи, що 1 обертання = 2π радіанів і що 1 хвилина = 60 секунд:

dθ/dt = dФ/dt / (N * A) = -3.125 В/с / (20 витків * 0.08 м^2) = -1.9531 Тл/(с*м^2)

О/хв = (dθ/dt) * (60 секунд/хв) / (2π радіанів/обертання) = 18,63 об/хв (округлено до другого знака піс