Номер 2, страница 170 - гдз по физике 8 класс учебник Кронгарт, Насохова

• Если магнит будет покоиться, а катушка относительно него будет двигаться, то и в этом случае магнитное поле меняется. Появится ли индукционный ток? Проверьте это самостоятельно, используя схему на рисунке 35.4.

Рис. 35.4

Решение

Да, индукционный ток появится. Явление электромагнитной индукции заключается в возникновении электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего этот контур. Ключевым фактором для возникновения тока является именно изменение магнитного потока, а не само его наличие.

В рассматриваемом случае, когда катушка движется относительно неподвижного магнита (как показано на рисунке 35.4, где катушку перемещают вверх или вниз), расстояние между ними изменяется. Это приводит к изменению числа линий магнитной индукции, проходящих через площадь, ограниченную витками катушки. Иными словами, происходит изменение магнитного потока ($ \Delta\Phi $) через катушку.

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, при изменении магнитного потока в контуре возникает электродвижущая сила (ЭДС) индукции, которая прямо пропорциональна скорости изменения этого потока:

$E_{ind} = - \frac{\Delta\Phi}{\Delta t}$

где $E_{ind}$ — ЭДС индукции, $ \Delta\Phi $ — изменение магнитного потока, а $ \Delta t $ — промежуток времени, за который это изменение произошло. Знак «минус» в формуле отражает правило Ленца, согласно которому индукционный ток всегда имеет такое направление, что он своим магнитным полем противодействует причине, его вызвавшей.

Поскольку катушка подключена к гальванометру и образует замкнутую электрическую цепь, возникшая ЭДС индукции создаст в ней индукционный ток ($I_{ind}$). Величина этого тока определяется по закону Ома для полной цепи:

$I_{ind} = \frac{E_{ind}}{R}$

где $R$ — полное сопротивление цепи (сопротивление катушки и гальванометра).

Таким образом, при движении катушки гальванометр, показанный на схеме, зафиксирует протекание тока — его стрелка отклонится от нулевого положения. Направление отклонения стрелки будет зависеть от направления движения катушки (приближается она к магниту или удаляется от него) и от того, каким полюсом магнит обращен к катушке.

Важно отметить, что для возникновения индукционного тока имеет значение только относительное движение катушки и магнита. Результат будет одинаковым как при движении магнита относительно неподвижной катушки, так и при движении катушки относительно неподвижного магнита. Если же катушка будет неподвижна относительно магнита, то магнитный поток через нее будет постоянным ($ \Delta\Phi = 0 $), и индукционный ток возникать не будет ($ I_{ind} = 0 $).

Ответ: Да, индукционный ток появится. Это происходит потому, что движение катушки относительно неподвижного магнита вызывает изменение магнитного потока через витки катушки. В соответствии с законом электромагнитной индукции, это изменение потока создает ЭДС индукции и, как следствие, индукционный ток в замкнутой цепи.