Номер 2, страница 40, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 8. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 72. Электромагнитное поле. Повторим изученное - номер 2, страница 40.

Условие.

• В чём заключались опыты Фарадея?

Решение.

В чём заключались опыты Фарадея?

Опыты английского физика Майкла Фарадея, проведённые в 1831 году, были посвящены фундаментальному вопросу о связи магнетизма и электричества. В то время уже было известно, что электрический ток создаёт магнитное поле (открытие Г. Х. Эрстеда), и Фарадей задался целью выяснить, возможно ли обратное явление — может ли магнитное поле породить электрический ток. Его эксперименты привели к открытию явления электромагнитной индукции.

Суть опытов Фарадея можно описать на примере двух его ключевых экспериментов:

1. Эксперимент с двумя катушками. Фарадей взял железное кольцо и намотал на него две электрически изолированные друг от друга медные проволоки. Первую катушку (первичную обмотку) он подключил к батарее через ключ, а вторую катушку (вторичную обмотку) — к гальванометру, прибору для обнаружения электрического тока.

Наблюдение: Когда Фарадей замыкал ключ в цепи первой катушки, стрелка гальванометра во второй цепи кратковременно отклонялась в одну сторону и затем возвращалась к нулю. Когда он размыкал ключ, стрелка снова кратковременно отклонялась, но уже в противоположную сторону. Если же в первой катушке протекал постоянный ток, гальванометр во второй цепи не показывал ничего.

Вывод: Электрический ток во вторичной катушке возникает не из-за самого существования магнитного поля, создаваемого первичной катушкой, а только в моменты его изменения (появления или исчезновения).

2. Эксперимент с движущимся магнитом. В другом опыте Фарадей использовал катушку, подключённую к гальванометру, и постоянный полосовой магнит.

Наблюдение: Когда магнит вдвигали внутрь катушки, гальванометр регистрировал ток одного направления. Когда магнит выдвигали из катушки, ток возникал снова, но уже в противоположном направлении. Если магнит оставался неподвижным внутри или снаружи катушки, ток отсутствовал. Тот же эффект наблюдался, если магнит был неподвижен, а двигали катушку.

Вывод: Для возникновения индукционного тока необходимо относительное движение проводника (катушки) и источника магнитного поля (магнита), то есть необходимо изменение числа линий магнитной индукции (магнитного потока), пронизывающих контур катушки.

Результаты этих и других подобных опытов позволили Фарадею сформулировать закон электромагнитной индукции. Он гласит, что электродвижущая сила (ЭДС) индукции $ \mathcal{E} $, возникающая в замкнутом контуре, прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока $ \Phi_B $ через поверхность, ограниченную этим контуром.
$ \mathcal{E} = - \frac{d\Phi_B}{dt} $

Ответ: Опыты Фарадея заключались в экспериментальном поиске и доказательстве того, что изменяющееся во времени магнитное поле может создавать (индуцировать) электрический ток в замкнутом проводящем контуре. Он установил, что возникновение индукционного тока связано не с самим магнитным полем, а с изменением магнитного потока, пронизывающего контур.