Номер 5, страница 84, часть 2 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 2. Глава 8. Электромагнитные явления. Параграф 63. Опыты Фарадея. Электромагнитная индукция - номер 5, страница 84.

Условие.

5. Индукционный ток возникает в замкнутой цепи в результате относительного движения магнита и цепи. Перечислите другие способы получения индукционного тока.

Решение.

Индукционный ток возникает в любом замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока $ \Phi $, пронизывающего поверхность, ограниченную этим контуром. Это явление называется электромагнитной индукцией и описывается законом Фарадея. Согласно этому закону, электродвижущая сила (ЭДС) индукции $ \mathcal{E}_{ind} $, возникающая в контуре, равна скорости изменения магнитного потока:

$ \mathcal{E}_{ind} = - \frac{d\Phi}{dt} $

При наличии ЭДС в замкнутом контуре возникает индукционный ток. Магнитный поток через плоский контур площадью $ S $, находящийся в однородном магнитном поле с индукцией $ B $, определяется выражением:

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

где $ \alpha $ — это угол между направлением вектора магнитной индукции $ \vec{B} $ и направлением нормали (перпендикуляра) к плоскости контура.

Из формулы для магнитного потока видно, что для его изменения, а значит, и для создания индукционного тока, необходимо изменять со временем хотя бы одну из трех величин: модуль вектора магнитной индукции $ B $, площадь контура $ S $ или угол $ \alpha $.

Упомянутое в вопросе относительное движение магнита и цепи является одним из способов изменения магнитного потока, так как при этом меняется магнитная индукция $ B $, пронизывающая контур. Существуют и другие способы:

1. Изменение магнитного поля, создаваемого другим источником.
Можно изменять магнитное поле, в котором находится контур, не перемещая ни контур, ни постоянный магнит. Этого можно достичь, если источником магнитного поля является электромагнит (катушка с током). Изменяя силу тока в катушке электромагнита, мы изменяем величину магнитной индукции $ B $ создаваемого им поля. Это изменяющееся поле, в свою очередь, создает переменный магнитный поток через расположенный рядом замкнутый контур, что приводит к возникновению в нем индукционного тока. Этот принцип используется в трансформаторах.

2. Изменение площади контура.
Индукционный ток можно получить, изменяя площадь $ S $ контура, который находится в постоянном и однородном магнитном поле. Например, если проводящая перемычка скользит по двум параллельным проводникам, образуя замкнутый контур, то при ее движении площадь контура изменяется. Это вызывает изменение магнитного потока и появление индукционного тока. То же самое произойдет при любой другой деформации контура, которая ведет к изменению его площади.

3. Изменение ориентации контура в магнитном поле.
Если вращать проводящую рамку (контур) в постоянном магнитном поле, то будет изменяться угол $ \alpha $ между нормалью к плоскости рамки и вектором магнитной индукции. Согласно формуле $ \Phi = B \cdot S \cdot \cos(\alpha) $, это приведет к изменению магнитного потока, даже если $ B $ и $ S $ остаются постоянными. В результате в рамке возникнет переменный индукционный ток. На этом принципе основана работа всех электромеханических генераторов тока.

Ответ:
Другими способами получения индукционного тока, помимо относительного движения магнита и цепи, являются:
1. Изменение силы тока в расположенном рядом проводнике (электромагните), которое приводит к изменению создаваемого им магнитного поля.
2. Изменение площади замкнутого контура, находящегося в магнитном поле (например, путем его деформации).
3. Изменение ориентации контура относительно линий магнитной индукции (например, путем его вращения в магнитном поле).