Номер 4, страница 149 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Громцева

11.10. Явление электромагнитной индукции. 11. Электромагнетизм - номер 4, страница 149.

Решение.

Решение 2.

Решение:

Явление, описанное в задаче, — это электромагнитная индукция. Причиной возникновения кратковременного индукционного тока в катушке, соединённой с микроамперметром, является изменение магнитного потока, пронизывающего витки этой катушки.

Рассмотрим процессы, происходящие в системе из двух катушек:

При замыкании цепи электромагнита. В этот момент сила тока в катушке электромагнита начинает нарастать от нуля до некоторого установившегося значения. Нарастающий ток создает вокруг себя переменное (усиливающееся) магнитное поле. Поскольку вторая катушка находится на одной оси с первой, это переменное магнитное поле пронизывает её витки, создавая в ней переменный магнитный поток.

При размыкании цепи электромагнита. Сила тока в катушке электромагнита спадает до нуля. Уменьшающийся ток создает переменное (ослабевающее) магнитное поле, которое снова приводит к изменению магнитного потока через вторую катушку.

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, при любом изменении магнитного потока ($\Delta\Phi$) через замкнутый проводящий контур за промежуток времени ($\Delta t$) в этом контуре возникает электродвижущая сила (ЭДС) индукции:

$\mathcal{E}_i = - \frac{\Delta\Phi}{\Delta t}$

Эта ЭДС и является причиной возникновения индукционного тока, который регистрируется микроамперметром.

Когда же ток в цепи электромагнита установился (после замыкания) или отсутствует (после размыкания), магнитное поле, создаваемое им, постоянно. Следовательно, магнитный поток через вторую катушку не изменяется ($\Delta\Phi = 0$), ЭДС индукции не возникает, и ток в ней отсутствует. Именно поэтому ток появляется только в моменты коммутации (замыкания и размыкания) цепи.

Ответ: Причиной появления индукционного тока является изменение магнитного потока, пронизывающего катушку с микроамперметром, которое происходит в моменты замыкания и размыкания цепи электромагнита из-за изменения в ней силы тока и, как следствие, создаваемого ею магнитного поля.