Номер 237, страница 113, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Материалы для повторения при подготовке к экзамену. 6. Электромагнитные явления - номер 237, страница 113.

Условие.

237. К замкнутому проволочному витку приближают полосовой магнит. Магнит перпендикулярен плоскости витка.

а) Изменяется ли магнитный поток, пронизывающий виток?

б) Будет ли в витке возникать индукционный ток?

в) Как изменится ваш ответ, если полосовой магнит удалять от проволочного витка?

Решение.

а) Изменяется ли магнитный поток, пронизывающий виток?

Магнитный поток $\Phi$ определяется формулой $\Phi = B S \cos \alpha$, где $\text{B}$ – модуль вектора магнитной индукции поля, создаваемого магнитом, $\text{S}$ – площадь витка, а $\alpha$ – угол между вектором магнитной индукции и нормалью к плоскости витка.
Полосовой магнит создает вокруг себя неоднородное магнитное поле, индукция которого ($\text{B}$) максимальна у полюсов и убывает с расстоянием. Когда магнит приближают к витку, расстояние между ними сокращается. В результате этого индукция магнитного поля, пронизывающего виток, увеличивается.
Поскольку площадь витка $\text{S}$ и его ориентация относительно магнита (угол $\alpha$) остаются неизменными, увеличение индукции $\text{B}$ приводит к увеличению абсолютного значения магнитного потока $\Phi$. Следовательно, магнитный поток изменяется.

Ответ: Да, изменяется (увеличивается).

б) Будет ли в витке возникать индукционный ток?

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, при любом изменении магнитного потока, пронизывающего замкнутый проводящий контур, в этом контуре возникает электродвижущая сила (ЭДС) индукции, которая, в свою очередь, создает индукционный ток. Величина ЭДС индукции прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока: $\mathcal{E}_i = - \frac{\Delta \Phi}{\Delta t}$.
Так как при приближении магнита к витку магнитный поток $\Phi$ изменяется ($\Delta \Phi \neq 0$), в замкнутом проволочном витке будет возникать ЭДС индукции и, как следствие, индукционный ток.

Ответ: Да, будет.

в) Как изменится ваш ответ, если полосовой магнит удалять от проволочного витка?

Если полосовой магнит удалять от витка, расстояние между ними будет увеличиваться. Это приведет к уменьшению индукции магнитного поля $\text{B}$ в плоскости витка и, следовательно, к уменьшению магнитного потока $\Phi$, пронизывающего виток.
Таким образом, магнитный поток все равно будет изменяться, только в этом случае он будет уменьшаться, а не увеличиваться.
Для возникновения индукционного тока принципиально важен сам факт изменения магнитного потока, а не то, увеличивается он или уменьшается. Поэтому ответы на предыдущие вопросы не изменятся:
1. Магнитный поток, пронизывающий виток, будет изменяться.
2. В витке будет возникать индукционный ток.
Единственное отличие будет заключаться в направлении индукционного тока. Согласно правилу Ленца, при удалении магнита ток будет направлен так, чтобы своим магнитным полем препятствовать уменьшению потока (т.е. создаваемое им поле будет сонаправлено с полем магнита). Это направление противоположно тому, которое было при приближении магнита.

Ответ: Ответы на вопросы а) и б) не изменятся. При удалении магнита магнитный поток также будет изменяться, и в витке будет возникать индукционный ток.