Номер 61.5, страница 216 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

Глава 8. Магнитные и электромагнитные явления. Параграф 61. Электромагнитная индукция - номер 61.5, страница 216.

Условие.

61.5 [н] Проволочный контур $A$ последовательно соединён с источником постоянного тока, реостатом $R$ и ключом $K$ (рис. VIII-26). По контуру $A$ проходит электрический ток и создаёт магнитный поток, пронизывающий контур $B$. Возникает ли индукционный ток в неподвижном замкнутом контуре $B$?

Решение.

Решение 4.

Решение 7.

Для ответа на этот вопрос необходимо обратиться к закону электромагнитной индукции Фарадея. Согласно этому закону, индукционный ток в замкнутом проводящем контуре возникает только тогда, когда изменяется магнитный поток, пронизывающий этот контур.

В данной задаче контур А, по которому протекает ток $I_A$, создает магнитное поле. Это магнитное поле, в свою очередь, создает магнитный поток $\Phi_B$ через контур В. Магнитный поток $\Phi_B$ прямо пропорционален силе тока $I_A$ в контуре А.

Следовательно, индукционный ток в контуре В возникнет только в том случае, если будет изменяться сила тока в контуре А, что приведет к изменению магнитного потока через контур В ($d\Phi_B/dt \neq 0$).

Рассмотрим возможные ситуации в цепи контура А:

1. В моменты замыкания или размыкания ключа К. При замыкании ключа сила тока в контуре А нарастает от нуля до некоторого установившегося значения. При размыкании — спадает от установившегося значения до нуля. В эти моменты времени сила тока изменяется, следовательно, изменяется и магнитный поток через контур В, и в нем возникает индукционный ток.
2. При изменении сопротивления реостата R. Реостат предназначен для регулирования силы тока в цепи. Если перемещать ползунок реостата, его сопротивление будет изменяться. Согласно закону Ома, изменение сопротивления приведет к изменению силы тока $I_A$ в контуре А. Пока сила тока изменяется, в контуре В будет существовать индукционный ток.
3. При установившемся постоянном токе. Если ключ К замкнут, а сопротивление реостата R не изменяется, то в цепи контура А течет постоянный ток ($I_A = \text{const}$). В этом случае магнитное поле, создаваемое этим током, постоянно, и магнитный поток через неподвижный контур В также постоянен ($\Phi_B = \text{const}$). Поскольку магнитный поток не изменяется ($d\Phi_B/dt = 0$), индукционный ток в контуре В возникать не будет.

Ответ: Индукционный ток в неподвижном замкнутом контуре В возникает, но не постоянно, а только в те моменты времени, когда изменяется сила тока в контуре А. Это происходит при замыкании или размыкании ключа К, а также при изменении сопротивления реостата R. Если же ток в контуре А постоянен, индукционный ток в контуре В отсутствует.