Номер 804, страница 127 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электромагнитные явления. Магнитный поток. Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца - номер 804, страница 127.

Условие.

804. На рисунке 187 показано направление линий магнитного поля. В этом магнитном поле перемещают замкнутый виток проволоки сначала вертикально вверх так, что плоскость витка параллельна линиям индукции магнитного поля (рис. 187, а), затем в горизонтальном направлении так, что плоскость витка перпендикулярна линиям индукции магнитного поля (рис. 187, б). При каком движении рамки происходит изменение магнитного потока?

Рис. 187

Решение.

Решение

Магнитный поток $ \Phi $, пронизывающий замкнутый контур, определяется формулой:

$ \Phi = B S \cos \alpha $

где $ B $ — модуль вектора магнитной индукции, $ S $ — площадь контура, а $ \alpha $ — угол между направлением линий магнитной индукции и нормалью (перпендикуляром) к плоскости контура.

Для возникновения индукционного тока в контуре необходимо, чтобы магнитный поток, пронизывающий этот контур, изменялся со временем ($ \Delta\Phi \neq 0 $). Это может произойти при изменении $ B $, $ S $ или $ \alpha $. Проанализируем оба случая движения витка.

В случае, показанном на рис. 187, а:

Плоскость витка параллельна линиям магнитной индукции. Это означает, что нормаль к плоскости витка перпендикулярна вектору магнитной индукции $ \vec{B} $. Угол $ \alpha $ между ними составляет $ 90^\circ $.

Магнитный поток через виток в этом случае равен нулю:

$ \Phi_a = B S \cos(90^\circ) = B S \cdot 0 = 0 $

При движении витка вертикально вверх его ориентация относительно поля не меняется, и магнитный поток остается равным нулю в любой момент времени. Следовательно, изменение магнитного потока не происходит.

Ответ: В этом случае изменение магнитного потока не происходит.

В случае, показанном на рис. 187, б:

Плоскость витка перпендикулярна линиям магнитной индукции. Это означает, что нормаль к плоскости витка параллельна вектору магнитной индукции $ \vec{B} $. Угол $ \alpha $ между ними составляет $ 0^\circ $.

Магнитный поток через виток в этом случае максимален и равен:

$ \Phi_b = B S \cos(0^\circ) = B S \cdot 1 = BS $

При движении витка в горизонтальном направлении в абсолютно однородном и безграничном магнитном поле поток бы не менялся. Однако, как правило, в таких задачах подразумевается, что поле либо имеет ограниченные размеры, либо неоднородно. Если виток будет выходить из области поля, то площадь $ S $, пронизываемая линиями индукции, будет уменьшаться, что вызовет изменение (уменьшение) магнитного потока. Если же поле неоднородно по горизонтали, то при движении будет изменяться индукция $ B $, что также приведет к изменению потока. Таким образом, в этом случае изменение магнитного потока возможно.

Сравнивая два варианта, только в случае б) создаются условия для изменения магнитного потока.

Ответ: Изменение магнитного потока происходит при движении рамки, показанном на рисунке 187, б.