Номер ?1, страница 157, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 8. Электромагнитные явления. Параграф 85. Лабораторные и исследовательские работы. Вопросы для обсуждения - номер ?1, страница 157.

Условие.

Магнит быстро опускают в катушку. На что расходуется работа силы тяжести?

Решение.

Решение

При опускании магнита в катушку изменяется магнитный поток, пронизывающий ее витки. В соответствии с явлением электромагнитной индукции, в катушке возникает индукционный электрический ток.

Согласно правилу Ленца, возникший индукционный ток создает собственное магнитное поле, которое противодействует изменению магнитного потока, вызвавшего этот ток. Это означает, что магнитное поле катушки будет отталкивать приближающийся магнит, то есть на магнит будет действовать тормозящая сила (сила Ампера), направленная вверх.

Таким образом, работа силы тяжести, действующей на магнит, совершается против этой тормозящей силы и идет на увеличение кинетической энергии магнита. По закону сохранения энергии, работа, совершенная против силы Ампера, переходит в энергию электрического тока в цепи катушки. Эта электрическая энергия, в свою очередь, из-за наличия у катушки сопротивления, выделяется в виде тепла в соответствии с законом Джоуля-Ленца ($Q = I^2 R t$).

Следовательно, работа силы тяжести преобразуется в кинетическую энергию магнита и во внутреннюю энергию (теплоту) катушки.

Ответ: Работа силы тяжести расходуется на увеличение кинетической энергии магнита и на нагревание катушки (увеличение ее внутренней энергии) за счет выделения тепла индукционным током.