Номер 2, страница 75 - гдз по физике 8 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 3. Электромагнитные явления. Самостоятельные работы. СР-58. Магнитный поток. Вариант 1 - номер 2, страница 75.

Условие.

2. На рисунке 91 изображён проволочный контур, помещённый в однородное магнитное поле. В каком случае магнитный поток, пронизывающий контур, имеет наибольшее значение?

Рис. 91

Решение.

Магнитный поток $\Phi$, пронизывающий плоский контур площадью $\text{S}$, помещенный в однородное магнитное поле с индукцией $\text{B}$, определяется по формуле:

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

где $\alpha$ — угол между вектором магнитной индукции $\vec{B}$ и нормалью (перпендикуляром) к плоскости контура.

Для того чтобы определить, в каком случае магнитный поток имеет наибольшее значение, сравним все величины, входящие в формулу, для обоих случаев.

Площадь контура S: В обоих случаях используется один и тот же проволочный контур, следовательно, его площадь $\text{S}$ одинакова.

Ориентация контура (угол $\alpha$): В обоих случаях контур расположен перпендикулярно линиям магнитной индукции. Это означает, что нормаль к плоскости контура параллельна вектору магнитной индукции $\vec{B}$, и угол между ними $\alpha = 0^\circ$. Соответственно, $\cos(\alpha) = \cos(0^\circ) = 1$. Такое положение обеспечивает максимальный поток для заданного поля.

Магнитная индукция B:

• В случае а) индукция поля равна $B_1$.
• В случае б) индукция поля равна $B_2 = n \cdot B_1$.

На рисунке б) линии магнитной индукции изображены гуще, что указывает на более сильное магнитное поле. Следовательно, модуль магнитной индукции $B_2$ больше, чем $B_1$, а значит коэффициент $n > 1$.

Теперь сравним магнитные потоки:

Магнитный поток в случае а): $\Phi_1 = B_1 \cdot S \cdot \cos(0^\circ) = B_1 \cdot S$

Магнитный поток в случае б): $\Phi_2 = B_2 \cdot S \cdot \cos(0^\circ) = (n \cdot B_1) \cdot S = n \cdot \Phi_1$

Поскольку $n > 1$, то $\Phi_2 > \Phi_1$.

Таким образом, магнитный поток, пронизывающий контур, имеет наибольшее значение в случае б).

Ответ: Магнитный поток имеет наибольшее значение в случае б), так как при тех же площади контура и его ориентации индукция магнитного поля в этом случае больше.