Номер 5, страница 19 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 1. Научный метод познания. Параграф 4. Физические теории. Задания и упражнения - номер 5, страница 19.

Условие.

5. На рис. 7 изображена экспериментальная установка, состоящая из дугообразного магнита на подставке и гальванометра, который предназначен для измерения силы тока порядка нескольких микроампер. К клеммам гальванометра присоединён гибкий проводник. Если перемещать его в вертикальной плоскости между полюсами дугообразного магнита, стрелка гальванометра отклонится от нулевого деления.

а) Какая теория изучает данное физическое явление?

б) Под действием какой силы перемещаются электроны проводимости в проводнике?

Рис. 7

Решение.

a) Какая теория изучает данное физическое явление?

В описанном эксперименте наблюдается явление электромагнитной индукции. Оно заключается в возникновении электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, который пронизывает этот контур. Когда проводник перемещается между полюсами магнита, он пересекает силовые линии магнитного поля, что приводит к изменению магнитного потока и, как следствие, к появлению индукционного тока. Гальванометр регистрирует этот ток. Явление электромагнитной индукции является фундаментальным и изучается в рамках общей теории электромагнетизма, также известной как учение об электромагнитном поле.

Ответ: Данное физическое явление изучает теория электромагнетизма (учение об электромагнитном поле).

б) Под действием какой силы перемещаются электроны проводимости в проводнике?

При движении проводника в магнитном поле, свободные заряженные частицы внутри него (электроны проводимости) также начинают двигаться вместе с проводником. На всякий заряд, движущийся в магнитном поле, действует сила, называемая силой Лоренца. Эта сила перпендикулярна как вектору скорости заряда, так и вектору магнитной индукции. Именно сила Лоренца заставляет электроны смещаться и двигаться упорядоченно вдоль проводника, создавая индукционный электрический ток. Модуль этой силы для одного электрона рассчитывается по формуле $F_Л = |e|vB\sin\alpha$, где $\text{e}$ — заряд электрона, $\text{v}$ — скорость движения проводника (а значит и электрона), $\text{B}$ — модуль вектора магнитной индукции, и $\alpha$ — угол между направлением движения и линиями магнитной индукции.

Ответ: Электроны проводимости в проводнике перемещаются под действием силы Лоренца.