Номер 1, страница 207 - гдз по физике 10 класс учебник Закирова, Аширов

1. В чем заключается явление электромагнитной индукции?

1. Решение

Явление электромагнитной индукции заключается в возникновении электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего этот контур. Этот ток называется индукционным током, а вызывающая его электродвижущая сила (ЭДС) — ЭДС индукции. Явление было открыто Майклом Фарадеем в 1831 году.

Ключевым понятием здесь является магнитный поток ($ \Phi $). Магнитный поток — это физическая величина, характеризующая количество линий магнитной индукции, проходящих через некоторую поверхность. Для однородного магнитного поля, пронизывающего плоский контур площадью $S$, магнитный поток вычисляется по формуле: $ \Phi = B \cdot S \cdot \cos \alpha $
где $B$ — модуль вектора магнитной индукции, $S$ — площадь контура, а $\alpha$ — угол между вектором магнитной индукции и нормалью (перпендикуляром) к плоскости контура.

ЭДС индукции возникает только тогда, когда магнитный поток $ \Phi $ изменяется со временем. Изменение потока может происходить по трём причинам:
1. Изменение величины магнитной индукции $B$ (например, при приближении или удалении магнита от катушки).
2. Изменение площади контура $S$, находящейся в магнитном поле.
3. Изменение ориентации контура относительно линий магнитной индукции, то есть изменение угла $\alpha$ (например, при вращении рамки в магнитном поле).

Количественно это явление описывается законом Фарадея для электромагнитной индукции, который гласит, что ЭДС индукции ($ \mathcal{E}_i $) прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную контуром: $ \mathcal{E}_i = - \frac{\Delta\Phi}{\Delta t} $
где $ \Delta\Phi $ — изменение магнитного потока за промежуток времени $ \Delta t $.

Знак «минус» в формуле выражает правило Ленца. Согласно этому правилу, возникающий в замкнутом контуре индукционный ток имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует тому изменению магнитного потока, которым был вызван этот ток. Правило Ленца является следствием закона сохранения энергии.

Ответ: Явление электромагнитной индукции — это возникновение электрического тока (и ЭДС) в замкнутом проводящем контуре при любом изменении магнитного потока, пронизывающего этот контур. Величина возникающей ЭДС пропорциональна скорости изменения магнитного потока, а направление индуцированного тока таково, что он своим магнитным полем препятствует изменению породившего его магнитного потока.