Номер 3, страница 195 - гдз по физике 8 класс учебник Изергин

Глава IV. Электромагнитные явления. Параграф 34. Электромагнитная индукция - номер 3, страница 195.

Условие.

3. От каких факторов зависит сила индукционного тока?

Решение.

Сила индукционного тока, возникающего в замкнутом проводящем контуре, определяется двумя основными законами: законом электромагнитной индукции Фарадея и законом Ома для замкнутой цепи.

Согласно закону электромагнитной индукции, электродвижущая сила (ЭДС) индукции $ \mathcal{E}_i $ прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока $ \Delta \Phi $ через поверхность, ограниченную контуром:

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

где $ \Delta \Phi $ — изменение магнитного потока, а $ \Delta t $ — промежуток времени, за который это изменение произошло. Знак минус отражает правило Ленца, которое определяет направление тока, а на величину ЭДС влияет модуль скорости изменения потока.

Далее, согласно закону Ома для полной цепи, сила индукционного тока $ I_i $ связана с ЭДС индукции $ \mathcal{E}_i $ и полным сопротивлением контура $ R $ следующим соотношением:

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

Объединив эти две формулы, получим выражение для модуля силы индукционного тока:

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

Из этой формулы видно, что сила индукционного тока зависит от следующих факторов:

1. Скорость изменения магнитного потока ($ \frac{\Delta \Phi}{\Delta t} $). Сила индукционного тока прямо пропорциональна этой величине. Чем быстрее изменяется магнитный поток, пронизывающий контур, тем больше возникающая ЭДС индукции и, следовательно, тем больше сила индукционного тока. В свою очередь, сам магнитный поток ($ \Phi = B \cdot S \cdot \cos(\alpha) $) зависит от магнитной индукции поля $ B $, площади контура $ S $ и его ориентации в поле (угла $ \alpha $). Поэтому изменение потока может быть вызвано изменением любого из этих параметров. Например, чем быстрее движется магнит относительно катушки (или наоборот), чем быстрее меняется сила поля, или чем быстрее вращается рамка в магнитном поле, тем больше будет сила индукционного тока.

2. Электрическое сопротивление контура ($ R $). Сила индукционного тока обратно пропорциональна сопротивлению контура. Чем меньше сопротивление проводника, из которого сделан контур, тем больше будет сила индукционного тока при той же скорости изменения магнитного потока. Сопротивление, в свою очередь, зависит от материала проводника (удельного сопротивления), его длины и площади поперечного сечения.

Ответ: Сила индукционного тока зависит от двух основных факторов: скорости изменения магнитного потока, пронизывающего контур, и электрического сопротивления этого контура. Чем больше скорость изменения магнитного потока и чем меньше сопротивление контура, тем больше сила индукционного тока.