Zadanie 9.1 — Magnetyzm · Matura 2026, poziom Rozszerzony

Kwadratową ramkę o polu powierzchni $S=0,01{\text{ m}}^2$ wykonano z cienkiego drutu miedzianego. Tę ramkę umieszczono początkowo w płaszczyźnie prostopadłej do linii jednorodnego pola magnetycznego o indukcji $B=1,0\text{ mT}$ i zamocowano tak, że mogła się obracać. Kąt obrotu od położenia początkowego oznaczymy jako $\alpha$.

Sytuację ilustrują rysunek 1. i rysunek 2.

Ramkę wprawiono w ruch obrotowy ze stałą prędkością kątową $\omega =20\text{ rad/s}$.Gdy ramka obracała się od położenia $\alpha =0^{\circ }$ do położenia $\alpha =2^{\circ }$, to średnia wartość siły elektromotorycznej SEM indukującej się w ramce wynosiła ${\mathcal{E}}_1$ (zobacz rysunek 3.).

Natomiast gdy ramka obracała się od położenia $\alpha =43^{\circ }$ do położenia $\alpha =45^{\circ }$, to średnia wartość siły elektromotorycznej SEM indukującej się w ramce wynosiła ${\mathcal{E}}_2$ (zobacz rysunek 4.).