Номер 3, страница 195 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

Глава 3. Электромагнитные явления. Параграф 53. Магнитное поле катушки с током. Электромагниты и их применение. Вопросы после параграфа - номер 3, страница 195.

Условие.

3. Перечислите способы, которыми можно усилить магнитное действие катушки с током.

Решение 1.

Решение 2.

Решение 3.

Решение 4.

Решение

Магнитное действие катушки с током (соленоида) характеризуется величиной создаваемого ею магнитного поля. Индукция магнитного поля $B$ внутри длинного соленоида определяется формулой:

$B = \mu \mu_0 n I$

где $I$ — сила тока в обмотке, $n$ — количество витков на единицу длины катушки ($n = N/L$, где $N$ - общее число витков, а $L$ - длина катушки), $\mu$ — относительная магнитная проницаемость материала сердечника, а $\mu_0$ — магнитная постоянная.

Анализируя эту формулу, можно выделить три основных способа усиления магнитного действия катушки:

1. Увеличение силы тока в катушке.

   Из формулы видно, что индукция магнитного поля $B$ прямо пропорциональна силе тока $I$. Следовательно, увеличивая силу тока, протекающего по виткам катушки, мы усиливаем ее магнитное поле. Этого можно добиться, например, увеличив напряжение источника тока или уменьшив сопротивление цепи.

2. Увеличение числа витков катушки.

   Магнитное поле также прямо пропорционально числу витков на единицу длины $n$. Поэтому, чтобы усилить магнитное действие, можно:

   • Увеличить общее количество витков $N$, сохраняя длину катушки $L$ прежней.
   • Намотать витки более плотно, то есть уменьшить длину катушки $L$, не меняя общего числа витков $N$.

   В обоих случаях значение $n$ увеличится, что приведет к усилению магнитного поля.

3. Введение внутрь катушки железного сердечника.

   Это один из самых эффективных способов. Магнитное поле катушки значительно усиливается при введении внутрь нее сердечника из ферромагнитного материала (например, железа, стали, никеля, кобальта). Это связано с тем, что ферромагнетики имеют очень высокую относительную магнитную проницаемость $\mu$ (для железа значение $\mu$ может достигать нескольких тысяч). При помещении в магнитное поле катушки сердечник сам сильно намагничивается, и его собственное магнитное поле складывается с полем катушки, многократно усиливая результирующее поле. Катушка с железным сердечником внутри называется электромагнитом.

Ответ:

Магнитное действие катушки с током можно усилить следующими способами:

• увеличить силу тока в катушке;
• увеличить число витков в катушке (или увеличить плотность намотки);
• ввести внутрь катушки сердечник из ферромагнитного материала (например, железа).