Номер 2, страница 225 - гдз по физике 8 класс учебник Закирова, Аширов

2. При каких условиях наблюдается явление электромагнитной индукции?

Явление электромагнитной индукции, которое заключается в возникновении электрического тока (называемого индукционным) в замкнутом проводящем контуре, наблюдается при выполнении одного ключевого условия: изменении магнитного потока, пронизывающего поверхность, ограниченную этим контуром.

Магнитный поток $ \Phi $ — это скалярная физическая величина, которая количественно характеризует магнитное поле, проходящее через определённую площадь. Он вычисляется по формуле:

$ \Phi = B \cdot S \cdot \cos(\alpha) $

Здесь $ B $ — это модуль вектора магнитной индукции, $ S $ — площадь контура, а $ \alpha $ — угол между вектором магнитной индукции $ \vec{B} $ и нормалью (перпендикуляром) $ \vec{n} $ к плоскости контура.

Из формулы следует, что магнитный поток может изменяться ($ \Delta\Phi \neq 0 $) тремя способами, каждый из которых является условием для наблюдения электромагнитной индукции:

1. Изменение модуля вектора магнитной индукции B

Это условие выполняется, когда контур находится в переменном во времени магнитном поле. Примеры:

а) Движение постоянного магнита относительно контура (приближение или удаление).

б) Изменение силы тока в катушке-электромагните, поле которой пронизывает контур. Включение или выключение тока в электромагните — частный случай.

в) Перемещение контура в неоднородном магнитном поле, где в разных точках пространства величина $ B $ различна.

2. Изменение площади контура S, пронизываемой магнитным полем

Это происходит, когда меняется форма или размер контура, находящегося в магнитном поле. Примеры:

а) Деформация (растяжение, сжатие) гибкого контура.

б) Вдвигание или выдвигание контура из области, где существует магнитное поле.

3. Изменение ориентации контура относительно линий магнитной индукции (изменение угла α)

Это условие выполняется при вращении контура в магнитном поле. Именно этот принцип лежит в основе работы промышленных генераторов электрического тока, которые преобразуют механическую энергию вращения в электрическую.

Закон Фарадея для электромагнитной индукции количественно связывает возникающую в контуре электродвижущую силу (ЭДС) индукции $ \mathcal{E}_{i} $ со скоростью изменения магнитного потока:

$ \mathcal{E}_{i} = - \frac{\Delta\Phi}{\Delta t} $

Таким образом, чем быстрее изменяется магнитный поток, тем больше возникающая ЭДС индукции и, соответственно, индукционный ток (при неизменном сопротивлении контура).

Ответ: Явление электромагнитной индукции наблюдается при изменении магнитного потока, пронизывающего замкнутый проводящий контур. Это изменение может быть вызвано одним из трех условий (или их комбинацией): изменением величины внешнего магнитного поля, изменением площади контура, находящейся в поле, или изменением ориентации контура относительно линий магнитного поля.