Обсуди с товарищем, страница 212 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

Проволочная катушка К₁ со стальным сердечником включена в цепь источника постоянного тока последовательно с реостатом R и ключом К (рис. 163). Электрический ток, протекающий по виткам катушки K₁, создаёт в пространстве вокруг неё магнитное поле. В поле катушки К₁ находится такая же катушка К₂.

Как можно изменить магнитный поток, пронизывающий катушку К₂? Рассмотрите все возможные варианты.

Увеличивается или уменьшается магнитный поток через катушку К₂ при движении ползунка реостата вправо?

Как можно изменить магнитный поток, пронизывающий катушку К₂? Рассмотрите все возможные варианты.

Магнитный поток $ \Phi $, пронизывающий катушку К₂, определяется по формуле $ \Phi = B S \cos\alpha $, где $ B $ — индукция магнитного поля, создаваемого катушкой К₁, $ S $ — площадь поперечного сечения катушки К₂, $ \alpha $ — угол между вектором магнитной индукции $ \vec{B} $ и нормалью к плоскости витков катушки К₂. Индукция магнитного поля $ B $ катушки К₁ прямо пропорциональна силе тока $ I $, протекающего по её виткам ($ B \sim I $). Сила тока в цепи, в свою очередь, зависит от ЭДС источника $ \mathcal{E} $ и полного сопротивления цепи $ R_{общ} $ согласно закону Ома: $ I = \frac{\mathcal{E}}{R_{общ}} $.

Исходя из этого, изменить магнитный поток через катушку К₂ можно следующими способами:

• Изменяя силу тока в катушке К₁:

  • Перемещать ползунок реостата $ R $. Это изменит сопротивление цепи, а следовательно, и силу тока в ней.
  • Замыкать или размыкать ключ K. При замыкании ток (и магнитный поток) возрастает от нуля до некоторого значения, а при размыкании — убывает до нуля.

• Изменяя взаимное расположение катушек:

  • Перемещать катушку К₂ относительно К₁ (приближать или удалять). Магнитное поле катушки К₁ неоднородно и ослабевает с расстоянием, поэтому при удалении К₂ от К₁ магнитный поток через неё будет уменьшаться, а при приближении — увеличиваться.
  • Поворачивать катушку К₂. Это приведёт к изменению угла $ \alpha $ между вектором магнитной индукции и нормалью к виткам. Магнитный поток будет максимальным, когда оси катушек совпадают ($ \alpha = 0 $), и будет равен нулю, когда их оси перпендикулярны ($ \alpha = 90^\circ $).

• Изменяя свойства среды внутри катушки К₁:

  • Вдвигать или выдвигать стальной сердечник из катушки К₁. Сталь является ферромагнетиком и значительно усиливает магнитное поле. При вдвигании сердечника магнитный поток увеличится, а при выдвигании — уменьшится.

Ответ: Магнитный поток через катушку К₂ можно изменить, изменяя силу тока в катушке К₁ (с помощью реостата или ключа), изменяя взаимное расположение катушек (сближая/удаляя или поворачивая их) или вдвигая/выдвигая стальной сердечник из катушки К₁.

Увеличивается или уменьшается магнитный поток через катушку К₂ при движении ползунка реостата вправо?

Рассмотрим последовательность процессов при движении ползунка реостата вправо:

1. При движении ползунка реостата вправо длина части реостата, включённой в цепь, увеличивается. Это приводит к увеличению его сопротивления $ R $.
2. Так как реостат и катушка К₁ соединены последовательно, общее сопротивление цепи $ R_{общ} $ также увеличивается.
3. Согласно закону Ома ($ I = \frac{\mathcal{E}}{R_{общ}} $), увеличение общего сопротивления цепи при неизменной ЭДС источника $ \mathcal{E} $ вызывает уменьшение силы тока $ I $ в катушке К₁.
4. Индукция $ B $ магнитного поля, создаваемого катушкой К₁, прямо пропорциональна силе тока $ I $ в ней. Следовательно, с уменьшением тока индукция магнитного поля $ B $ также уменьшается.
5. Магнитный поток $ \Phi $, пронизывающий катушку К₂, прямо пропорционален индукции магнитного поля $ B $. Таким образом, уменьшение индукции поля приводит к уменьшению магнитного потока через катушку К₂.

Ответ: При движении ползунка реостата вправо магнитный поток через катушку К₂ уменьшается.