Номер 1, страница 215 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

1. С какой целью ставились опыты, изображённые на рисунках 164—166? Как они проводились?

1. С какой целью ставились опыты, изображённые на рисунках 164—166? Как они проводились?

Опыты, о которых идет речь (предположительно, классические опыты Майкла Фарадея), ставились с целью исследования связи между электрическими и магнитными явлениями.

Цель опытов: Основная цель заключалась в том, чтобы выяснить, может ли магнитное поле создавать электрический ток. До этих экспериментов было известно обратное явление (опыт Эрстеда): электрический ток создает вокруг себя магнитное поле. Фарадей стремился доказать существование обратного процесса и открыть явление, которое позже назвали электромагнитной индукцией.

Как проводились опыты:

• Опыт с постоянным магнитом и катушкой (рис. 164, 165): Катушку, состоящую из большого числа витков провода, подключали к гальванометру — чувствительному прибору для регистрации электрического тока. При вдвигании постоянного магнита в катушку или его выдвижении из неё, стрелка гальванометра отклонялась. Это свидетельствовало о возникновении в цепи кратковременного электрического тока, названного индукционным. Важным наблюдением было то, что ток возникал только во время движения магнита относительно катушки. Когда магнит и катушка были неподвижны друг относительно друга, ток в цепи отсутствовал. Направление индукционного тока зависело от направления движения магнита и от того, какой полюс (северный или южный) использовался.
• Опыт с двумя катушками (рис. 166): Использовались две катушки, расположенные близко друг к другу. Одну катушку (первичную) подключали к источнику тока через ключ. Вторую катушку (вторичную) замыкали на гальванометр. Индукционный ток во вторичной катушке возникал только в моменты замыкания или размыкания цепи первичной катушки, а также при изменении силы тока в ней (например, при помощи реостата). Таким образом, ток во вторичной катушке появлялся только тогда, когда изменялось магнитное поле, создаваемое током в первичной катушке.

Ответ: Целью опытов было открытие и изучение явления электромагнитной индукции — возникновения электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении пронизывающего его магнитного поля. Опыты проводились путем создания относительного движения между катушкой и магнитом или путем изменения силы тока в соседней катушке.

2. При каком условии в опытах возникает индукционный ток в катушке?

Анализируя результаты экспериментов, Майкл Фарадей установил общее и фундаментальное условие возникновения индукционного тока.

Индукционный ток в замкнутом проводящем контуре (катушке) возникает тогда и только тогда, когда изменяется магнитный поток, пронизывающий поверхность, ограниченную этим контуром.

Магнитный поток ($\Phi$) — это физическая величина, которая характеризует число линий магнитной индукции, проходящих через заданную поверхность. Он определяется по формуле:

$\Phi = B \cdot S \cdot \cos{\alpha}$

где $B$ — модуль вектора магнитной индукции, $S$ — площадь контура, а $\alpha$ — угол между вектором магнитной индукции и нормалью (перпендикуляром) к плоскости контура.

Следовательно, изменение магнитного потока ($\Delta\Phi$) происходит, если изменяется хотя бы одна из трех величин:

• величина магнитной индукции $B$ (например, при приближении/удалении магнита или изменении тока в первичной обмотке);
• площадь контура $S$, охваченная магнитным полем (например, при деформации контура);
• ориентация контура в магнитном поле, то есть угол $\alpha$ (например, при вращении рамки в поле).

Во всех описанных опытах причиной возникновения индукционного тока было именно изменение магнитного потока.

Ответ: Индукционный ток в катушке возникает при любом изменении магнитного потока, проходящего через витки этой катушки.