Номер 807, страница 128 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электромагнитные явления. Магнитный поток. Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца - номер 807, страница 128.

Условие.

807. Объясните причину возникновения тока в катушке в опыте, изображённом на рисунке 190. Будет ли возникать индукционный ток, если магнит оставить неподвижным в катушке?

Рис. 190

Решение.

Объясните причину возникновения тока в катушке в опыте, изображённом на рисунке 190.

В данном опыте наблюдается явление электромагнитной индукции. Когда постоянный магнит движется относительно катушки (вдвигается в неё или выдвигается из неё), изменяется магнитный поток, пронизывающий замкнутый контур, образованный витками катушки. Магнитный поток ($ \Phi $) — это физическая величина, характеризующая количество линий магнитной индукции, проходящих через определённую поверхность.

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, при любом изменении магнитного потока через замкнутый проводящий контур в этом контуре возникает электродвижущая сила (ЭДС) индукции, которая, в свою очередь, создаёт индукционный электрический ток. Величина ЭДС индукции ($ \mathcal{E}_{i} $) прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока:

$ \mathcal{E}_{i} = - \frac{\Delta\Phi}{\Delta t} $

где $ \Delta\Phi $ — изменение магнитного потока за промежуток времени $ \Delta t $.

Таким образом, движение магнита вызывает изменение магнитного потока через катушку, что и является причиной возникновения в ней индукционного тока, который регистрируется гальванометром.

Ответ: Причиной возникновения тока в катушке является изменение магнитного потока, пронизывающего её витки, которое происходит при движении магнита относительно катушки.

Будет ли возникать индукционный ток, если магнит оставить неподвижным в катушке?

Если магнит оставить неподвижным внутри катушки, то магнитное поле, создаваемое им, будет постоянным. Следовательно, и магнитный поток через витки катушки будет постоянным, то есть не будет изменяться со временем ($ \Delta\Phi = 0 $).

Индукционный ток возникает только тогда, когда происходит изменение магнитного потока. Поскольку в данном случае магнитный поток не меняется ($ \frac{\Delta\Phi}{\Delta t} = 0 $), ЭДС индукции в катушке не возникает ($ \mathcal{E}_{i} = 0 $). В результате индукционный ток в цепи отсутствует, и стрелка гальванометра будет находиться на нулевой отметке.

Ответ: Нет, индукционный ток возникать не будет. Для возникновения индукционного тока необходимо непрерывное изменение магнитного потока, а при неподвижном магните магнитный поток через катушку постоянен.