11.5.8. В постоянном однородном поле индукции $B$ вокруг своего диаметра, ориентированного перпендикулярно полю, вращается сверхпроводящее кольцо. Индуктивность кольца $L$, его диаметр $D$. Определите амплитуду переменного тока в кольце.
Решение
Пусть кольцо без тока внесли в это поле (общность не теряется), так что кольцо сохраняет полный(!) магнитный поток через себя нулевым. Ток в кольце связан с создаваемым им магнитным потоком $\Phi_\text{к}$:
$$I=\frac{\Phi_\text{к}}{L}.\tag{1}$$
Чтобы полный магнитный поток оставался нулевым, поток кольца к$\Phi_\text{к}$ должен компенсировать внешний поток $\Phi$:
к$$\Phi_\text{к}=\Phi=BS\cos\alpha,\tag{2}$$ где $S=\pi D^2/4$ есть площадь охвата кольца, $\alpha$ есть угол между вектором $\vec B$ и выбранным направлением нормали $\vec n$ к плоскости кольца.
Пусть вращение происходит с постоянной угловой скоростью $\omega$; тогда:
$$\alpha=\omega t+\varphi,\tag{3}$$ где $\varphi$ есть начальный угол между $\vec B$ и $\vec n$.
Подставляем $(3)\to(2)\to(1)$ и имеем с учетом обозначений: