Номер 21.7, страница 106 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 21. Электромагнитная индукция. Производство и передача электроэнергии - номер 21.7, страница 106.

Условие.

21.7. Чем обусловлено возникновение электрического тока во вращающейся в магнитном поле рамке?

Решение.

21.7. Возникновение электрического тока во вращающейся в магнитном поле рамке обусловлено явлением электромагнитной индукции.

Когда проводящая рамка вращается в магнитном поле, изменяется магнитный поток, пронизывающий площадь этой рамки. Магнитный поток ($ \Phi $) определяется выражением $ \Phi = B \cdot S \cdot \cos(\alpha) $, где $ B $ — модуль вектора магнитной индукции, $ S $ — площадь рамки, а $ \alpha $ — угол между вектором магнитной индукции $ \vec{B} $ и нормалью (перпендикуляром) $ \vec{n} $ к плоскости рамки.

При вращении рамки угол $ \alpha $ непрерывно изменяется со временем. Это приводит к изменению значения $ \cos(\alpha) $ и, следовательно, к изменению магнитного потока $ \Phi $, проходящего через рамку.

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, при любом изменении магнитного потока через замкнутый проводящий контур в этом контуре возникает электродвижущая сила (ЭДС индукции), которая обозначается как $ \mathcal{E}_{i} $. Величина этой ЭДС равна скорости изменения магнитного потока, взятой с противоположным знаком: $ \mathcal{E}_{i} = - \frac{\Delta\Phi}{\Delta t} $.

Поскольку рамка является замкнутым проводником с конечным сопротивлением $ R $, возникшая ЭДС индукции создает в ней электрический ток, называемый индукционным током. Сила этого тока определяется по закону Ома для полной цепи: $ I_i = \frac{\mathcal{E}_{i}}{R} $.

Таким образом, вращение рамки обеспечивает непрерывное изменение магнитного потока, что, в свою очередь, индуцирует в ней переменную ЭДС и переменный электрический ток. Этот принцип лежит в основе работы всех электрогенераторов.

Ответ: Возникновение электрического тока во вращающейся в магнитном поле рамке обусловлено явлением электромагнитной индукции: при вращении рамки изменяется пронизывающий её магнитный поток, что приводит к возникновению индукционной ЭДС и, как следствие, индукционного тока в замкнутом контуре рамки.