Номер 62.4, страница 136 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Ханнанова

Электромагнитные явления - номер 62.4, страница 136.

Условие.

Задание 62.4. В начальный момент времени ползунок реостата в схеме цепи, показанной на рисунке, установлен посередине и неподвижен. В цепь последовательно с реостатом включены источник постоянного тока, амперметр А1 и первичная обмотка трансформатора. Амперметр А2 подключён ко вторичной обмотке трансформатора. Как будут изменяться показания амперметров А1 и А2, если ползунок реостата быстро перемещать вправо?

Решение.

Решение

Рассмотрим цепь в начальном состоянии. Источник тока — постоянный, ползунок реостата неподвижен. Это означает, что ток в первичной цепи (в которую включен амперметр А1 и первичная обмотка трансформатора) постоянен. Обозначим этот ток $I_1$. Постоянный ток в первичной обмотке создает постоянное во времени магнитное поле. Согласно закону электромагнитной индукции, для возникновения ЭДС индукции во вторичной обмотке необходим переменный магнитный поток. Поскольку магнитный поток постоянен, ЭДС индукции и ток во вторичной цепи равны нулю. Таким образом, в начальный момент времени амперметр А1 показывает некоторое постоянное значение тока $I_1 > 0$, а амперметр А2 показывает ноль.

Теперь рассмотрим, что произойдет при перемещении ползунка реостата вправо.

Изменение показаний амперметра А1:

При перемещении ползунка реостата вправо, длина части реостата, включенной в цепь, увеличивается, что приводит к увеличению его сопротивления $\text{R}$. Первичная цепь состоит из источника постоянного напряжения $\mathcal{E}$, реостата, амперметра А1 и первичной обмотки трансформатора. Согласно закону Ома для полной цепи, сила тока $I_1$ определяется как $I_1 = \frac{\mathcal{E}}{R_{общ}}$, где $R_{общ}$ — общее сопротивление цепи. Так как сопротивление реостата $\text{R}$ увеличивается, общее сопротивление цепи $R_{общ}$ также увеличивается. Следовательно, сила тока $I_1$ в первичной цепи уменьшится. Амперметр А1 зафиксирует это уменьшение.

Изменение показаний амперметра А2:

Поскольку ток $I_1$ в первичной обмотке изменяется (уменьшается), создаваемый им магнитный поток $\Phi$ через витки обеих обмоток также изменяется. Это изменение магнитного потока, согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, приводит к возникновению ЭДС индукции $\mathcal{E}_2$ во вторичной обмотке. Так как вторичная цепь замкнута (через амперметр А2), в ней потечет индукционный ток $I_2$. Амперметр А2, который до этого показывал ноль, зафиксирует появление тока. Таким образом, его показания увеличатся с нуля до некоторого значения на время движения ползунка. Как только ползунок остановится, ток в первичной цепи снова станет постоянным, и индукционный ток во вторичной цепи исчезнет, а показания амперметра А2 снова станут равны нулю.

Ответ: При быстром перемещении ползунка реостата вправо показания амперметра А1 будут уменьшаться, а показания амперметра А2 временно увеличатся (покажут наличие тока, в то время как изначально они были равны нулю).