Номер 2, страница 195 - гдз по физике 8 класс учебник Изергин

Глава IV. Электромагнитные явления. Параграф 34. Электромагнитная индукция - номер 2, страница 195.

Условие.

2. В каком случае создаётся индукционный ток?

Решение.

Решение

Индукционный ток возникает в замкнутом проводящем контуре при любом изменении магнитного потока, пронизывающего поверхность, ограниченную этим контуром. Это явление называется электромагнитной индукцией.

Магнитный поток ($Ф$) — это физическая величина, характеризующая число линий магнитной индукции, проходящих через некоторую поверхность. Он рассчитывается по формуле:

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

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

Следовательно, для создания индукционного тока необходимо, чтобы изменялся магнитный поток ($ \Delta\Phi \neq 0 $). Изменение магнитного потока может происходить по одной из следующих причин (или их комбинации):

1. Изменение величины магнитной индукции ($\text{B}$)
Это происходит, например, при приближении или удалении постоянного магнита от замкнутого контура (например, катушки) или при изменении силы тока в электромагните, создающем поле, которое пронизывает контур.

2. Изменение площади контура ($\text{S}$), пронизываемой магнитным полем
Это возможно при деформации контура (его растяжении или сжатии) или при перемещении контура в неоднородном магнитном поле, так что часть контура входит в поле или выходит из него.

3. Изменение ориентации контура в магнитном поле (изменение угла $\alpha$)
Это происходит при вращении контура в магнитном поле. На этом принципе основана работа электрических генераторов.

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, при изменении магнитного потока в контуре возникает электродвижущая сила (ЭДС) индукции, величина которой прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока:

$ \mathcal{E}_i = - \frac{\Delta \Phi}{\Delta t} $

Знак «минус» в формуле отражает правило Ленца, согласно которому возникающий индукционный ток имеет такое направление, что его собственное магнитное поле противодействует изменению внешнего магнитного потока, вызвавшего этот ток.

Возникшая ЭДС индукции, в свою очередь, создает в замкнутом проводящем контуре электрический ток, называемый индукционным. Его величина определяется законом Ома для полной цепи:

$ I_i = \frac{\mathcal{E}_i}{R} $

где $\text{R}$ — полное сопротивление контура.

Ответ: Индукционный ток создается в замкнутом проводящем контуре, когда изменяется магнитный поток, пронизывающий площадь этого контура. Изменение магнитного потока может быть вызвано изменением величины внешнего магнитного поля, изменением площади контура или изменением его ориентации относительно линий магнитного поля.