Номер 3, страница 90 - гдз по физике 9 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

VIII. Электромагнитные колебания и волны. Выполняем тест - номер 3, страница 90.

Условие.

3. Чтобы поток через рамку, расположенную в однородном магнитном поле, был равен нулю, её нужно:

1) расположить параллельно линиям магнитной индукции

2) расположить перпендикулярно линиям магнитной индукции

3) расположить под любым углом к линиям магнитной индукции

4) вращать в магнитном поле

Решение.

Решение

Магнитный поток $ \Phi $ через плоский контур (рамку), помещенный в однородное магнитное поле, определяется формулой:

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

где:

• $ B $ — модуль вектора магнитной индукции;
• $ S $ — площадь контура (рамки);
• $ \alpha $ — угол между вектором магнитной индукции $ \vec{B} $ и нормалью (перпендикуляром) $ \vec{n} $ к плоскости рамки.

Согласно условию задачи, магнитный поток должен быть равен нулю: $ \Phi = 0 $.

Поскольку рамка находится в магнитном поле ($ B \ne 0 $) и имеет некоторую площадь ($ S \ne 0 $), равенство $ \Phi = 0 $ будет выполняться только в том случае, если $ \cos(\alpha) = 0 $.

Это условие выполняется, когда угол $ \alpha = 90^\circ $.

Угол $ \alpha = 90^\circ $ означает, что нормаль к плоскости рамки перпендикулярна вектору магнитной индукции. Если нормаль перпендикулярна линиям магнитной индукции, то сама плоскость рамки расположена параллельно этим линиям. В этом случае линии магнитной индукции как бы "скользят" по поверхности рамки, не пронизывая её.

Рассмотрим предложенные варианты:

1) расположить параллельно линиям магнитной индукции
В этом случае плоскость рамки параллельна вектору $ \vec{B} $. Нормаль $ \vec{n} $ к рамке перпендикулярна вектору $ \vec{B} $, то есть $ \alpha = 90^\circ $. Тогда $ \cos(90^\circ) = 0 $, и магнитный поток $ \Phi = 0 $. Этот вариант является верным.

2) расположить перпендикулярно линиям магнитной индукции
В этом случае плоскость рамки перпендикулярна вектору $ \vec{B} $. Нормаль $ \vec{n} $ к рамке параллельна вектору $ \vec{B} $, то есть $ \alpha = 0^\circ $. Тогда $ \cos(0^\circ) = 1 $, и магнитный поток максимален: $ \Phi = B \cdot S $.

3) расположить под любым углом к линиям магнитной индукции
Это неверно, так как магнитный поток зависит от угла и равен нулю только при определенной ориентации.

4) вращать в магнитном поле
При вращении рамки угол $ \alpha $ будет меняться, и, следовательно, будет меняться и магнитный поток. Он будет становиться равным нулю только в те моменты, когда плоскость рамки окажется параллельна линиям индукции, но это не статичное положение.

Таким образом, для того чтобы магнитный поток через рамку был равен нулю, её плоскость необходимо расположить параллельно линиям магнитной индукции.

Ответ: 1.