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

11.11. Магнитный поток. 11. Электромагнетизм - номер 4, страница 149.

Решение.

Решение 2.

Решение

Магнитный поток ($\Phi$) через плоский контур (виток), находящийся в однородном магнитном поле, определяется по формуле:

$\Phi = B \cdot S \cdot \cos(\alpha)$

где $B$ – модуль вектора магнитной индукции, $S$ – площадь, охватываемая витком, а $\alpha$ – это угол между вектором магнитной индукции $\vec{B}$ и вектором нормали $\vec{n}$ (перпендикуляром) к плоскости витка. Величина магнитного потока зависит от взаимного расположения витка и линий поля, которое как раз и определяется углом $\alpha$.

максимальным

Магнитный поток будет максимальным, когда функция $\cos(\alpha)$ примет свое максимальное значение, равное 1. Это происходит, когда угол $\alpha = 0^\circ$.

Угол $\alpha = 0^\circ$ означает, что вектор нормали $\vec{n}$ к плоскости витка параллелен и сонаправлен с вектором магнитной индукции $\vec{B}$. Геометрически это значит, что сама плоскость витка расположена перпендикулярно линиям магнитной индукции. В этом положении максимальное количество линий индукции пронизывает поверхность витка.

Ответ: чтобы магнитный поток был максимальным, плоскость витка должна располагаться перпендикулярно линиям магнитной индукции.

минимальным

Магнитный поток будет минимальным, когда функция $\cos(\alpha)$ примет свое минимальное по модулю значение, равное 0. Это происходит, когда угол $\alpha = 90^\circ$ (или $\alpha = 270^\circ$). При этом значении угла магнитный поток становится равен нулю.

Угол $\alpha = 90^\circ$ означает, что вектор нормали $\vec{n}$ к плоскости витка перпендикулярен вектору магнитной индукции $\vec{B}$. Геометрически это значит, что сама плоскость витка расположена параллельно линиям магнитной индукции. В этом положении линии индукции как бы скользят вдоль плоскости витка, не пересекая ее, поэтому поток через виток равен нулю.

Ответ: чтобы магнитный поток был минимальным, плоскость витка должна располагаться параллельно линиям магнитной индукции.