Номер 3, 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 3, страница 40.

Условие.

• В чём заключается сущность явления электромагнитной индукции?

Решение.

Сущность явления электромагнитной индукции, открытого Майклом Фарадеем в 1831 году, заключается в возникновении электрического тока в замкнутом проводящем контуре при любом изменении магнитного потока, пронизывающего этот контур. Этот возникающий ток называется индукционным.

Более строго, явление заключается в возникновении электродвижущей силы (ЭДС) индукции. Если проводящий контур замкнут, эта ЭДС вызывает в нем индукционный ток.

Ключевым понятием здесь является магнитный поток ($ \Phi $) — это физическая величина, характеризующая количество линий магнитной индукции, проходящих через некоторую поверхность. Он зависит от модуля вектора магнитной индукции ($ B $), площади контура ($ S $) и ориентации контура относительно линий индукции (угла $ \alpha $ между нормалью к плоскости контура и вектором магнитной индукции): $ \Phi = B \cdot S \cdot \cos(\alpha) $.

Следовательно, изменение магнитного потока и, как результат, возникновение индукционного тока, может быть вызвано:
1. Изменением величины магнитного поля, в котором находится контур (например, при приближении или удалении магнита от катушки).
2. Движением контура в неоднородном магнитном поле.
3. Изменением площади контура, охватываемой магнитным полем.
4. Вращением контура в магнитном поле (изменением угла $ \alpha $).

Величина ЭДС индукции ($ \mathcal{E}_i $) прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока. Это количественно описывается законом электромагнитной индукции Фарадея:

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

Знак «минус» в этой формуле является математическим выражением правила Ленца. Согласно этому правилу, индукционный ток всегда имеет такое направление, что создаваемое им собственное магнитное поле противодействует тому изменению магнитного потока, которое вызвало данный ток. Правило Ленца является следствием закона сохранения энергии.

Таким образом, в основе явления лежит фундаментальная связь между электрическими и магнитными полями: переменное во времени магнитное поле порождает в пространстве вихревое электрическое поле, которое и является причиной возникновения ЭДС индукции и индукционного тока в проводнике.

Ответ: Сущность явления электромагнитной индукции заключается в возникновении электрического тока (или, точнее, ЭДС индукции) в замкнутом проводящем контуре всякий раз, когда изменяется магнитный поток, пронизывающий площадь, ограниченную этим контуром.