Номер 1, страница 152, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 8. Электромагнитные явления. Параграф 84. Решение задач. Задачи для самостоятельного решения - номер 1, страница 152.

Условие.

1. На рисунках изображено положение рамки в однородном магнитном поле. В каком случае магнитный поток через одну и ту же рамку будет наибольшим? наименьшим?

Решение.

Магнитный поток $ \Phi $ через плоскую поверхность (рамку) в однородном магнитном поле вычисляется по формуле:

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

где $ B $ – модуль вектора магнитной индукции, $ S $ – площадь поверхности, которую пронизывает поле (площадь рамки), а $ \alpha $ – угол между вектором магнитной индукции $ \vec{B} $ и вектором нормали (перпендикуляром) $ \vec{n} $ к плоскости рамки.

В условии задачи сказано, что рамка одна и та же и поле однородное, следовательно, величины $ S $ и $ B $ постоянны во всех случаях. Значит, величина магнитного потока зависит только от косинуса угла $ \alpha $, то есть от ориентации рамки относительно линий магнитного поля.

Проанализируем каждый случай:

• Случаи 1 и 2: Плоскость рамки перпендикулярна вектору магнитной индукции $ \vec{B} $. В этом положении нормаль $ \vec{n} $ к плоскости рамки параллельна вектору $ \vec{B} $, поэтому угол между ними $ \alpha = 0^\circ $. Значение косинуса $ \cos(0^\circ) = 1 $. Магнитный поток в этих случаях будет $ \Phi = B \cdot S \cdot 1 = B \cdot S $. Это максимально возможное значение.

• Случай 3: Плоскость рамки параллельна вектору магнитной индукции $ \vec{B} $. В этом положении нормаль $ \vec{n} $ к плоскости рамки перпендикулярна вектору $ \vec{B} $, поэтому угол между ними $ \alpha = 90^\circ $. Значение косинуса $ \cos(90^\circ) = 0 $. Магнитный поток в этом случае равен нулю: $ \Phi = B \cdot S \cdot 0 = 0 $.

• Случай 4: Плоскость рамки расположена под острым углом ($ \alpha < 90^\circ $) к вектору $ \vec{B} $. Угол между нормалью к рамке и вектором $ \vec{B} $ будет отличен от $ 0^\circ $ и $ 90^\circ $. Следовательно, $ 0 < \cos\alpha < 1 $. Магнитный поток будет иметь промежуточное значение: $ 0 < \Phi < B \cdot S $.

В каком случае магнитный поток через одну и ту же рамку будет наибольшим?

Магнитный поток максимален, когда значение $ \cos\alpha $ максимально, то есть равно 1. Это соответствует случаям, когда рамка расположена перпендикулярно линиям магнитной индукции.

Ответ: Магнитный поток будет наибольшим в случаях 1 и 2.

В каком случае магнитный поток через одну и ту же рамку будет наименьшим?

Магнитный поток минимален, когда значение $ \cos\alpha $ минимально, то есть равно 0. Это соответствует случаю, когда рамка расположена параллельно линиям магнитной индукции.

Ответ: Магнитный поток будет наименьшим в случае 3.