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 2 - номер 2, страница 75.

Условие.

2. На рисунке 93 изображён проволочный контур, помещённый в однородное магнитное поле. В каком случае магнитный поток, пронизывающий контур, равен нулю?

Рис. 93

Решение.

Решение

Магнитный поток $Φ$ через плоский контур площадью $\text{S}$, помещенный в однородное магнитное поле с индукцией $\text{B}$, определяется формулой $Φ = B S \cos(α)$, где $α$ — это угол между вектором магнитной индукции $\vec{B}$ и вектором нормали $\vec{n}$ к плоскости контура.

Магнитный поток равен нулю ($Φ=0$), если один из сомножителей в формуле равен нулю. Так как по условию контур имеет площадь ($S \ne 0$) и находится в магнитном поле ($B \ne 0$), то для равенства потока нулю необходимо, чтобы $\cos(α) = 0$.

Условие $\cos(α) = 0$ выполняется, когда угол $α = 90°$. Это означает, что вектор магнитной индукции $\vec{B}$ перпендикулярен нормали $\vec{n}$ к плоскости контура. Если вектор $\vec{B}$ перпендикулярен нормали, то он параллелен самой плоскости контура. В этом случае линии магнитной индукции «скользят» вдоль плоскости контура, не пронизывая его.

Проанализируем оба случая, представленные на рисунке:

а) Плоскость контура перпендикулярна вектору магнитной индукции $\vec{B}$. Это значит, что нормаль к плоскости контура $\vec{n}$ параллельна вектору $\vec{B}$, и угол между ними $α = 0°$. В этом случае $\cos(0°) = 1$, и магнитный поток максимален: $Φ = BS$. Он не равен нулю.

б) Плоскость контура параллельна вектору магнитной индукции $\vec{B}$. Это значит, что нормаль к плоскости контура $\vec{n}$ перпендикулярна вектору $\vec{B}$, и угол между ними $α = 90°$. В этом случае $\cos(90°) = 0$, и магнитный поток равен нулю: $Φ = BS \cdot 0 = 0$.

Следовательно, магнитный поток равен нулю в случае б).

Ответ: Магнитный поток, пронизывающий контур, равен нулю в случае б). В этом положении плоскость контура параллельна линиям магнитной индукции, поэтому угол между вектором магнитной индукции и нормалью к плоскости контура составляет $90°$, и косинус этого угла равен нулю.