Номер 3, страница 106, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 7. Магнитное поле. Параграф 71. Магнитное поле катушки с током. Вопросы и задания - номер 3, страница 106.

Условие.

3. Какими способами можно усилить магнитное действие катушки с током?

Решение.

Магнитное действие катушки с током (соленоида) характеризуется величиной индукции создаваемого ею магнитного поля $\text{B}$. Для длинного соленоида индукция магнитного поля внутри него определяется формулой:
$B = \mu_0 \mu_r n I = \mu_0 \mu_r \frac{N}{L} I$,
где $\mu_0$ — магнитная постоянная, $\mu_r$ — относительная магнитная проницаемость сердечника, $\text{n}$ — число витков на единицу длины катушки, $\text{N}$ — общее число витков, $\text{L}$ — длина катушки, а $\text{I}$ — сила тока в катушке.
Анализируя эту формулу, можно выделить три основных способа усиления магнитного действия катушки.

1. Увеличение силы тока в катушке
Из формулы видно, что индукция магнитного поля $\text{B}$ прямо пропорциональна силе тока $\text{I}$, протекающего по виткам катушки. Следовательно, чем больше сила тока, тем сильнее магнитное поле, создаваемое катушкой. Увеличить силу тока в цепи с катушкой можно, например, увеличив напряжение источника питания или уменьшив общее сопротивление цепи (согласно закону Ома).
Ответ: Увеличение силы тока в обмотке катушки приводит к усилению ее магнитного действия.

2. Увеличение числа витков катушки
Магнитное поле также прямо пропорционально числу витков на единицу длины $n = N/L$. Чтобы увеличить этот параметр, можно либо увеличить общее количество витков $\text{N}$, намотанных на каркас той же длины $\text{L}$, либо уменьшить длину катушки $\text{L}$, сохранив прежнее число витков $\text{N}$ (т.е. сделать намотку более плотной). Оба этих действия приведут к увеличению концентрации витков и, как следствие, к усилению магнитного поля.
Ответ: Увеличение числа витков на единицу длины катушки усиливает ее магнитное действие.

3. Введение внутрь катушки сердечника из ферромагнетика
Величина магнитного поля зависит от магнитной проницаемости среды $\mu$ внутри катушки, которая равна $\mu = \mu_0 \mu_r$. Для вакуума (и приблизительно для воздуха) относительная магнитная проницаемость $\mu_r \approx 1$. Если же внутрь катушки поместить сердечник из ферромагнитного материала (например, железа, стали, никеля), его относительная магнитная проницаемость $\mu_r$ будет в сотни и тысячи раз больше единицы. Это приведет к многократному усилению магнитного поля катушки при тех же значениях силы тока и числа витков. Катушки с такими сердечниками называют электромагнитами.
Ответ: Введение внутрь катушки железного (или другого ферромагнитного) сердечника значительно усиливает ее магнитное действие.