Номер 2, страница 214 - гдз по физике 8 класс учебник Закирова, Аширов

2. Какими способами можно усилить действие магнитного поля катушки с током?

Действие магнитного поля катушки с током (которое характеризуется вектором магнитной индукции $B$) можно усилить несколькими способами. Величина магнитной индукции внутри длинной катушки (соленоида) описывается формулой:

$B = \mu \mu_0 n I = \mu \mu_0 \frac{N}{L} I$,

где $I$ — сила тока в катушке, $N$ — общее число витков, $L$ — длина катушки, $n = N/L$ — плотность намотки (число витков на единицу длины), $\mu_0$ — магнитная постоянная, а $\mu$ — относительная магнитная проницаемость среды внутри катушки.

Анализируя эту формулу, можно выделить следующие основные способы усиления магнитного поля:

1. Увеличение силы тока ($I$).

Из формулы видно, что магнитная индукция $B$ прямо пропорциональна силе тока $I$. Следовательно, увеличивая силу тока, протекающего по обмотке катушки, мы пропорционально усиливаем ее магнитное поле.

2. Увеличение плотности намотки ($n$).

Магнитная индукция $B$ прямо пропорциональна числу витков на единицу длины $n = N/L$. Увеличить эту величину можно двумя путями: либо увеличить общее число витков $N$ на той же длине, либо уменьшить длину катушки $L$, сохранив число витков (т.е. сделать намотку более плотной). Оба способа приводят к усилению магнитного поля.

3. Использование ферромагнитного сердечника (увеличение $\mu$).

Относительная магнитная проницаемость $\mu$ показывает, во сколько раз магнитное поле в данном веществе сильнее поля в вакууме. Если внутрь катушки поместить сердечник из ферромагнитного материала (например, из мягкой стали или железа), у которого значение $\mu$ очень велико (может достигать сотен и тысяч), то магнитное поле многократно усилится. Это происходит потому, что ферромагнетик под действием внешнего поля сам сильно намагничивается и создает собственное мощное магнитное поле, направленное так же, как и поле катушки.

Ответ: Усилить действие магнитного поля катушки с током можно следующими способами: 1) увеличить силу тока в катушке; 2) увеличить число витков на единицу длины катушки (увеличить общее число витков или сделать намотку более плотной); 3) ввести внутрь катушки сердечник из ферромагнитного материала (например, железа).