Номер 3, страница 83 - гдз по физике 8 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 3. Электромагнитные явления. Контрольная работа № 3. Вариант 2 - номер 3, страница 83.

Условие.

3. В первом случае магнит вносят в стальное сплошное кольцо (рис. 109, а), а во втором — в медное кольцо с разрезом (рис. 109, б). В каком случае в кольце возникает индукционный ток?

Рис. 109

Решение.

Решение

Индукционный ток возникает в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего этот контур. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, ЭДС индукции $ \mathcal{E} $ пропорциональна скорости изменения магнитного потока $ \Phi_B $: $ \mathcal{E} = - \frac{d\Phi_B}{dt} $. Для возникновения индукционного тока необходимо выполнение двух условий:

1. Наличие замкнутого проводящего контура, по которому могут перемещаться заряды.

2. Изменение магнитного потока, пронизывающего этот контур.

Рассмотрим оба случая:

а) Сплошное стальное кольцо.

В этом случае стальное кольцо представляет собой замкнутый проводящий контур. Когда магнит приближается к кольцу, магнитный поток через площадь, ограниченную кольцом, увеличивается. Так как оба условия для возникновения индукционного тока выполняются (есть замкнутый контур и изменение магнитного потока), в стальном кольце возникает индукционный ток.

б) Медное кольцо с разрезом.

В этом случае медное кольцо не является замкнутым контуром из-за наличия разреза. Хотя при движении магнита магнитный поток через контур также изменяется и на концах разреза возникает ЭДС индукции (разность потенциалов), электрическая цепь разомкнута. Поэтому постоянный электрический ток течь по кольцу не может. Происходит лишь кратковременное перераспределение зарядов, которое создает разность потенциалов на концах разреза, но это не является индукционным током в общепринятом смысле (протекающим по всему контуру).

Следовательно, индукционный ток возникает только в сплошном кольце.

Ответ: Индукционный ток возникает в первом случае (рис. 109, а) в сплошном стальном кольце, поскольку оно является замкнутым проводящим контуром и при движении магнита сквозь него меняется магнитный поток. Во втором случае (рис. 109, б) кольцо разомкнуто, поэтому, несмотря на изменение магнитного потока и возникновение ЭДС индукции, постоянный индукционный ток протекать не может.