Номер 10, страница 159, часть 2 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Глава IV. Электромагнитные явления. Параграф 25. Электромагнитная индукция - номер 10, страница 159.

Условие.

10. Металлический стержень движется по металлическим направляющим (рис. 25.7, а—в.) В каких случаях и как изменяется магнитный поток через проводящий контур, образованный стержнем и направляющими?

Рис. 25.7

Решение.

Магнитный поток $ \Phi $ через плоский контур определяется формулой:

$ \Phi = B S \cos\alpha $

где $ B $ — модуль вектора магнитной индукции, $ S $ — площадь контура, а $ \alpha $ — угол между вектором магнитной индукции $ \vec{B} $ и нормалью (перпендикуляром) $ \vec{n} $ к плоскости контура.

Изменение магнитного потока происходит при изменении хотя бы одной из этих трех величин: $ B $, $ S $ или $ \alpha $. В рассматриваемых случаях магнитное поле $ \vec{B} $ является однородным и постоянным ($ B = \text{const} $), а ориентация контура в пространстве не меняется, поэтому угол $ \alpha $ также постоянен. Следовательно, изменение магнитного потока может быть вызвано только изменением площади контура $ S $ в результате движения стержня.

а

В этом случае стержень движется вправо, в результате чего площадь $ S $ замкнутого контура увеличивается. Вектор магнитной индукции $ \vec{B} $ перпендикулярен плоскости контура, следовательно, угол $ \alpha $ между вектором $ \vec{B} $ и нормалью к плоскости контура равен $ 0^\circ $ (или $ 180^\circ $). При этом $ |\cos\alpha| = 1 $, и формула для модуля потока имеет вид $ \Phi = B S $. Поскольку площадь $ S $ увеличивается, магнитный поток через контур также увеличивается.

Ответ: Магнитный поток увеличивается.

б

Здесь стержень движется влево, что приводит к уменьшению площади $ S $ замкнутого контура. Вектор магнитной индукции $ \vec{B} $ также перпендикулярен плоскости контура, поэтому $ |\cos\alpha| = 1 $. Так как площадь $ S $ уменьшается, то и магнитный поток $ \Phi = B S $ через контур уменьшается.

Ответ: Магнитный поток уменьшается.

в

В данном случае стержень движется вправо, и площадь контура $ S $ увеличивается. Однако вектор магнитной индукции $ \vec{B} $ лежит в плоскости контура (параллелен ей). Это означает, что угол $ \alpha $ между вектором $ \vec{B} $ и нормалью к плоскости контура равен $ 90^\circ $. Поскольку $ \cos(90^\circ) = 0 $, магнитный поток через контур равен нулю: $ \Phi = B S \cos(90^\circ) = 0 $. Так как магнитный поток постоянно равен нулю, он не изменяется при движении стержня.

Ответ: Магнитный поток не изменяется (остается равным нулю).