Номер 4, страница 159 - гдз по физике 8 класс учебник Кронгарт, Насохова

4. Как изменится картина силовых линий магнитного поля катушки, если:

а) увеличить число витков в ней;

б) увеличить силу тока в ней;

в) вставить в катушку стальной сердечник?

Картина силовых линий магнитного поля характеризует его интенсивность: чем гуще расположены силовые линии, тем сильнее поле. Индукция магнитного поля $B$ внутри длинной катушки (соленоида) определяется формулой:

$B = \mu_0 \mu n I$

где $\mu_0$ — магнитная постоянная, $\mu$ — относительная магнитная проницаемость вещества внутри катушки, $n$ — число витков на единицу длины катушки, $I$ — сила тока в катушке. Рассмотрим каждый случай.

а) увеличить число витков в ней

При увеличении числа витков $N$ на той же длине катушки $L$ увеличивается плотность намотки $n = N/L$. Согласно формуле, индукция магнитного поля $B$ прямо пропорциональна $n$. Следовательно, магнитное поле катушки усилится. Усиление поля означает, что силовые линии магнитного поля будут располагаться гуще (ближе друг к другу).

Ответ: Картина силовых линий станет гуще, что указывает на усиление магнитного поля.

б) увеличить силу тока в ней

Индукция магнитного поля $B$ прямо пропорциональна силе тока $I$ в обмотке катушки. При увеличении силы тока магнитное поле пропорционально усилится. Это приведет к тому, что картина силовых линий станет более плотной (линии будут расположены гуще).

Ответ: Картина силовых линий станет гуще, так как магнитное поле усилится.

в) вставить в катушку стальной сердечник

Сталь является ферромагнетиком — веществом, которое способно очень сильно намагничиваться. При внесении стального сердечника в катушку он намагничивается, создавая собственное сильное магнитное поле, сонаправленное с полем катушки. Это приводит к многократному усилению результирующего магнитного поля. В формуле это отражается тем, что относительная магнитная проницаемость стали $\mu$ во много раз больше единицы (для воздуха $\mu \approx 1$). В результате картина силовых линий станет значительно гуще.

Ответ: Картина силовых линий станет значительно гуще, так как стальной сердечник во много раз усиливает магнитное поле.