Номер 18, страница 32 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тренировочные задания. Электрические явления. ТЗ-14. Электромагнитные явления - номер 18, страница 32.

Условие.

18. Постоянный полосовой магнит сначала вносят в фарфоровое замкнутое кольцо (рис. 36, а), затем в алюминиевое кольцо с разрезом (рис. 36, б). В каком случае в кольце возникает индукционный ток?

Рис. 36

Решение.

Решение

Для возникновения индукционного тока в контуре необходимо одновременное выполнение двух фундаментальных условий:

1. Изменение магнитного потока ($ \Delta \Phi $), пронизывающего площадь, ограниченную контуром. Это изменение порождает электродвижущую силу (ЭДС) индукции, согласно закону Фарадея: $ \mathcal{E}_{i} = - \frac{\Delta \Phi}{\Delta t} $.

2. Контур должен быть замкнутым и изготовлен из проводящего материала, чтобы под действием ЭДС свободные носители заряда могли двигаться упорядоченно, создавая ток.

Проанализируем оба случая, изображенные на рисунке.

а) В первом случае постоянный магнит вносят в замкнутое кольцо из фарфора. При движении магнита магнитный поток через кольцо изменяется, что приводит к возникновению ЭДС индукции. Однако фарфор является диэлектриком (изолятором). В диэлектриках практически отсутствуют свободные носители заряда (электроны), способные перемещаться по всему объему материала. Следовательно, несмотря на то что контур замкнут и в нем наводится ЭДС, индукционный ток в кольце не возникнет из-за чрезвычайно высокого электрического сопротивления материала.

б) Во втором случае магнит вносят в алюминиевое кольцо, имеющее разрез. Алюминий — это металл, хороший проводник, в котором имеется большое количество свободных электронов. При движении магнита в этом случае также изменяется магнитный поток и возникает ЭДС индукции. Однако кольцо не является замкнутым контуром из-за наличия разреза. Электрическая цепь разомкнута, поэтому непрерывный ток не может протекать по всему кольцу. Наведенная ЭДС приведет лишь к накоплению зарядов на краях разреза и созданию между ними разности потенциалов, но не к появлению индукционного тока в контуре.

Ответ: Индукционный ток не возникает ни в одном из случаев. В случае а) кольцо сделано из диэлектрика (не является проводящим), а в случае б) кольцо не является замкнутым.