Номер 1819, страница 215 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

9 класс. Электромагнитное поле и электромагнитные волны. 64. Явление электромагнитной индукции. Самоиндукция. Переменный ток. Передача электрической энергии. Трансформатор - номер 1819, страница 215.

Решение.

Решение

Процедура, описанная в задаче, является примером индуктотермии — одного из методов физиотерапии. Выделение тепла в руке пациента происходит благодаря явлению электромагнитной индукции.

1. Переменный ток высокой частоты, протекающий по виткам соленоида, создает внутри него быстропеременное магнитное поле.

2. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, это переменное магнитное поле порождает в пространстве внутри соленоида вихревое электрическое поле.

3. Ткани руки пациента, являясь биологической средой, содержат большое количество ионов (электролитов) и поэтому являются проводником электрического тока.

4. Под действием вихревого электрического поля в проводящих тканях руки возникают замкнутые индукционные токи, которые называют вихревыми токами или токами Фуко.

5. Ткани организма обладают электрическим сопротивлением. Когда вихревые токи протекают через них, согласно закону Джоуля — Ленца, происходит выделение теплоты. Количество теплоты $\text{Q}$ определяется по формуле $Q = I^2 R t$, где $\text{I}$ — сила индукционного тока, $\text{R}$ — сопротивление тканей, а $\text{t}$ — время воздействия. Это тепло и вызывает терапевтический эффект прогревания.

Ответ: Тепло выделяется за счёт вихревых индукционных токов (токов Фуко), которые переменное магнитное поле соленоида возбуждает в тканях руки пациента. Эти токи, проходя через ткани, обладающие электрическим сопротивлением, нагревают их в соответствии с законом Джоуля — Ленца.