Номер 1, страница 141, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 8. Электромагнитные явления. Параграф 81. Правило Ленца. Повторим изученное - номер 1, страница 141.

Условие.

• Что такое магнитный поток?

Решение.

Что такое магнитный поток?

Магнитный поток (обозначается греческой буквой $ \Phi $ или $ \Phi_B $) — это физическая величина, которая характеризует количество линий магнитной индукции, проходящих через некоторую поверхность. По сути, это мера того, насколько магнитное поле "пронизывает" поверхность, ограниченную некоторым контуром.

Для наглядности можно представить поток воды во время дождя, проходящий через контур (например, рамку). Количество воды, прошедшее через рамку, будет зависеть от трех факторов. Во-первых, от интенсивности дождя, что в нашей аналогии соответствует величине магнитной индукции $ B $ (силе магнитного поля). Во-вторых, от размера рамки, что соответствует площади поверхности $ S $. В-третьих, от ориентации рамки по отношению к дождю, что соответствует углу $ \alpha $ между направлением линий поля и перпендикуляром к поверхности.

В случае однородного магнитного поля, которое пронизывает плоскую поверхность площадью $ S $, магнитный поток рассчитывается по формуле:

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

Здесь $ \Phi $ — это искомый магнитный поток, $ B $ — модуль вектора магнитной индукции (в теслах, Тл), $ S $ — площадь поверхности (в м²), а $ \alpha $ — угол между вектором магнитной индукции $ \vec{B} $ и вектором нормали $ \vec{n} $ (перпендикуляром) к этой поверхности.

Из этой формулы следует, что магнитный поток достигает максимального значения, когда поле перпендикулярно поверхности (тогда угол $ \alpha = 0^\circ $, и $ \cos(0^\circ) = 1 $), и равен нулю, когда поле параллельно поверхности (угол $ \alpha = 90^\circ $, $ \cos(90^\circ) = 0 $), и линии поля как бы "скользят" вдоль нее.

Единицей измерения магнитного потока в Международной системе единиц (СИ) является вебер (Вб, Wb). Один вебер равен магнитному потоку, создаваемому магнитным полем с индукцией в один тесла через перпендикулярную ему поверхность площадью один квадратный метр.

$ 1 \text{ Вб} = 1 \text{ Тл} \cdot \text{м}^2 $

Понятие магнитного потока является центральным в явлении электромагнитной индукции. Согласно закону Фарадея, любое изменение магнитного потока, проходящего через замкнутый проводящий контур, вызывает появление в этом контуре электродвижущей силы (ЭДС), то есть генерирует электрический ток. Этот принцип лежит в основе работы электрогенераторов, трансформаторов и многих других электротехнических устройств.

Для более общего случая, когда магнитное поле неоднородно, а поверхность произвольна, магнитный поток находят путем интегрирования:

$ \Phi = \int_S \vec{B} \cdot d\vec{S} $

Ответ: Магнитный поток — это скалярная физическая величина, определяющая число линий магнитной индукции, проходящих через заданную поверхность. Для однородного поля он рассчитывается как произведение модуля вектора магнитной индукции $ B $ на площадь поверхности $ S $ и на косинус угла $ \alpha $ между вектором индукции и нормалью к поверхности ($ \Phi = B \cdot S \cdot \cos(\alpha) $). Единица измерения — вебер (Вб).