Номер 10, страница 85, часть 2 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 2. Глава 8. Электромагнитные явления. Параграф 63. Опыты Фарадея. Электромагнитная индукция - номер 10, страница 85.

Условие.

10. Сила индукционного тока в замкнутой цепи тем больше, чем

1) меньше число магнитных линий, которые пронизывают площадь, ограниченную данной цепью

2) больше число магнитных линий, которые пронизывают площадь, ограниченную данной цепью

3) меньше скорость изменения числа магнитных линий, которые пронизывают площадь, ограниченную данной цепью

4) больше скорость изменения числа магнитных линий, которые пронизывают площадь, ограниченную данной цепью

Отметьте знаком «Х» выбранный вами вариант ответа.

1) ☐; 2) ☐; 3) ☐; 4) ☐.

Решение.

Решение

Сила индукционного тока, возникающего в замкнутом проводящем контуре, определяется законом электромагнитной индукции Фарадея и законом Ома.

Согласно закону Фарадея, электродвижущая сила (ЭДС) индукции $ \mathcal{E}_{ind} $, возникающая в контуре, прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока $ \Phi $ через поверхность, ограниченную этим контуром. Модуль ЭДС индукции можно выразить формулой:

$ |\mathcal{E}_{ind}| = \left| -\frac{\Delta\Phi}{\Delta t} \right| $

Здесь $ \frac{\Delta\Phi}{\Delta t} $ — скорость изменения магнитного потока. Магнитный поток $ \Phi $ характеризует число линий магнитной индукции, пронизывающих площадь контура. Следовательно, "скорость изменения числа магнитных линий" в условии задачи соответствует скорости изменения магнитного потока.

Согласно закону Ома для замкнутой цепи, сила индукционного тока $ I_{ind} $ связана с ЭДС индукции и полным сопротивлением цепи $ R $:

$ I_{ind} = \frac{\mathcal{E}_{ind}}{R} $

Объединив эти два закона, получим выражение для модуля силы индукционного тока:

$ I_{ind} = \frac{1}{R} \left| \frac{\Delta\Phi}{\Delta t} \right| $

Из данной формулы видно, что сила индукционного тока $ I_{ind} $ прямо пропорциональна модулю скорости изменения магнитного потока $ \left| \frac{\Delta\Phi}{\Delta t} \right| $. Это означает, что чем быстрее меняется магнитный поток через контур, тем большей будет сила возникающего в нем индукционного тока.

Теперь проанализируем предложенные варианты ответа:

1) меньше число магнитных линий, которые пронизывают площадь, ограниченную данной цепью

Это утверждение неверно. Сила индукционного тока зависит не от абсолютного значения магнитного потока (числа линий), а от скорости его изменения. Малый, но быстро меняющийся поток может создать больший ток, чем большой, но постоянный или медленно меняющийся поток.

2) больше число магнитных линий, которые пронизывают площадь, ограниченную данной цепью

Это утверждение также неверно. Большой, но постоянный магнитный поток ($ \frac{\Delta\Phi}{\Delta t} = 0 $) не создает индукционный ток ($ I_{ind} = 0 $). Важна именно динамика изменения потока.

3) меньше скорость изменения числа магнитных линий, которые пронизывают площадь, ограниченную данной цепью

Это утверждение неверно. Поскольку сила тока прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока, меньшая скорость изменения приведет к меньшей силе тока, а не к большей.

4) больше скорость изменения числа магнитных линий, которые пронизывают площадь, ограниченную данной цепью

Это утверждение верно. В соответствии с формулой $ I_{ind} \propto \left| \frac{\Delta\Phi}{\Delta t} \right| $, чем больше скорость изменения магнитного потока, тем больше ЭДС индукции и, как следствие, больше сила индукционного тока.

Ответ: 4.