Номер 7, страница 83 - гдз по физике 8 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

VII. Магнитное поле. Решаем задачи - номер 7, страница 83.

Условие.

7. Вам необходимо сделать электромагнит как можно более мощным при данном значении силы тока. Что вы предпримете: намотаете много витков тонкого провода или сделаете лишь несколько витков толстого провода?

ПОДВЕДЁМ ИТОГИ

$10 + 7 + 16 + 4 + 12 = 49$

$\_ + \_ + \_ + \_ + \_ = \_$

Решение.

Решение

Мощность электромагнита определяется величиной создаваемого им магнитного поля. Для соленоида (катушки с проводом), который является основной формой электромагнита, индукция магнитного поля $\text{B}$ внутри него определяется формулой:

$B = \mu_0 \mu n I$

где:

$\text{B}$ – индукция магнитного поля, характеризующая мощность электромагнита;

$\mu_0$ – магнитная постоянная;

$\mu$ – относительная магнитная проницаемость материала сердечника;

$\text{n}$ – плотность намотки, то есть число витков на единицу длины катушки ($n = N/L$, где $\text{N}$ – общее число витков, а $\text{L}$ – длина катушки);

$\text{I}$ – сила тока в обмотке.

В условии задачи указано, что сила тока $\text{I}$ имеет данное, то есть постоянное значение. Также будем считать, что материал сердечника и габариты катушки неизменны, следовательно, величины $\mu$ и $\text{L}$ также являются постоянными. Из формулы следует, что индукция магнитного поля $\text{B}$, а значит и мощность электромагнита, прямо пропорциональна плотности намотки $\text{n}$, и, соответственно, общему числу витков $\text{N}$.

$B \propto n \propto N$

Таким образом, чтобы сделать электромагнит максимально мощным, необходимо увеличить число витков $\text{N}$ в его обмотке до максимально возможного значения.

Сравним два предложенных варианта. Тонкий провод занимает меньше места, чем толстый. Поэтому на одном и том же каркасе (сердечнике) можно разместить значительно больше витков тонкого провода, чем толстого. Это означает, что вариант с намоткой большого количества витков тонкого провода обеспечит максимальное значение $\text{N}$.

Следовательно, для получения наиболее мощного электромагнита при заданной силе тока нужно выбрать именно этот вариант.

Ответ: Чтобы сделать электромагнит как можно более мощным при данном значении силы тока, необходимо намотать много витков тонкого провода.