Номер 5, страница 34 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

5. Контур ABCD находится в однородном магнитном поле, линии индукции которого направлены перпендикулярно плоскости чертежа от наблюдателя (см. рис., вид сверху). Магнитный поток через контур будет изменяться, если контур

1) движется в направлении от наблюдателя

2) движется по направлению к наблюдателю

3) поворачивается вокруг стороны AB

4) движется в плоскости рисунка

Магнитный поток $\Phi$ через плоский контур площадью $S$, помещенный в однородное магнитное поле с индукцией $B$, определяется формулой:

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

где $\alpha$ — это угол между вектором магнитной индукции $\vec{B}$ и нормалью (перпендикуляром) $\vec{n}$ к плоскости контура. Изменение магнитного потока ($\Delta\Phi \neq 0$) происходит, если изменяется хотя бы одна из величин: $B$, $S$ или $\alpha$.

В условиях задачи магнитное поле однородно ($B = \text{const}$), а контур является жестким ($S = \text{const}$). Следовательно, магнитный поток будет изменяться только в том случае, если будет изменяться угол $\alpha$. Изначально плоскость контура перпендикулярна вектору $\vec{B}$ (который направлен от наблюдателя), значит, нормаль к контуру $\vec{n}$ параллельна $\vec{B}$ и $\alpha = 0^\circ$.

Проанализируем каждый вариант движения контура:

1) движется в направлении от наблюдателя

При поступательном движении контура вдоль линий магнитной индукции его ориентация в пространстве не меняется. Угол $\alpha$ между нормалью к контуру и вектором $\vec{B}$ остается постоянным и равным $0^\circ$. Таким образом, все величины в формуле для магнитного потока ($B$, $S$, $\cos(\alpha)$) остаются неизменными.
Ответ: Магнитный поток не изменяется.

2) движется по направлению к наблюдателю

Это движение также является поступательным и происходит вдоль линий магнитной индукции, только в противоположном направлении. Угол $\alpha$ не изменяется. Магнитный поток остается постоянным.
Ответ: Магнитный поток не изменяется.

3) поворачивается вокруг стороны AB

При вращении контура вокруг оси, лежащей в его плоскости (сторона AB), ориентация плоскости контура относительно вектора $\vec{B}$ изменяется. Это приводит к изменению угла $\alpha$ между нормалью $\vec{n}$ и вектором $\vec{B}$. Поскольку угол $\alpha$ изменяется, изменяется и его косинус, а следовательно, и сам магнитный поток $\Phi = B S \cos(\alpha)$.
Ответ: Магнитный поток изменяется.

4) движется в плоскости рисунка

При поступательном движении контура в плоскости, перпендикулярной вектору магнитной индукции, его ориентация не меняется, и угол $\alpha$ остается равным $0^\circ$. Поскольку поле однородно, величина $B$ также не меняется. Магнитный поток остается постоянным.
Ответ: Магнитный поток не изменяется.