Номер 3, страница 381 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

3. Сформулируйте закон электромагнитной индукции.

3. Закон электромагнитной индукции, также известный как закон Фарадея, является одним из фундаментальных законов электромагнетизма. Он описывает возникновение электродвижущей силы (ЭДС) в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего этот контур. Это явление лежит в основе работы генераторов, трансформаторов и многих других электрических устройств.

Словесная формулировка закона: Электродвижущая сила индукции, возникающая в замкнутом контуре, равна по модулю и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром.

Математически закон Фарадея выражается формулой:

$ \mathcal{E}_{i} = - \frac{d\Phi}{dt} $

В этой формуле:

• $ \mathcal{E}_{i} $ — это ЭДС индукции (измеряется в вольтах, В). Она характеризует работу сторонних (непотенциальных) сил по перемещению единичного положительного заряда вдоль контура.

• $ \Phi $ — это магнитный поток (измеряется в веберах, Вб). Он представляет собой величину, пропорциональную числу линий магнитной индукции, проходящих через поверхность, ограниченную контуром. Для однородного магнитного поля $\text{B}$, перпендикулярного плоскости контура площадью $\text{S}$, поток равен $ \Phi = B \cdot S $.

• $ \frac{d\Phi}{dt} $ — это производная магнитного потока по времени, которая показывает, насколько быстро изменяется магнитный поток.

Знак «минус» в формуле является математическим выражением правила Ленца. Это правило гласит: индукционный ток, возникающий в замкнутом контуре, всегда имеет такое направление, что его собственное магнитное поле противодействует изменению внешнего магнитного потока, вызвавшего этот ток.

Если контур представляет собой катушку, состоящую из $\text{N}$ витков, то ЭДС индукции в ней будет в $\text{N}$ раз больше, так как ЭДС в каждом витке складываются:

$ \mathcal{E}_{i} = - N \frac{d\Phi}{dt} $

Ответ: Закон электромагнитной индукции гласит, что электродвижущая сила (ЭДС), наводимая в любом замкнутом контуре, равна скорости изменения магнитного потока через этот контур, взятой с обратным знаком. Математическая формулировка закона: $ \mathcal{E}_{i} = - \frac{d\Phi}{dt} $.