Номер 238, страница 114, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Материалы для повторения при подготовке к экзамену. 6. Электромагнитные явления - номер 238, страница 114.

Условие.

238. Изменяется ли магнитный поток в случаях, изображённых на рисунках 87, а—в, и если да, то как — увеличивается или уменьшается?

Рис. 87

Решение.

Магнитный поток $ \Phi $ через плоский замкнутый контур определяется по формуле:

$ \Phi = B \cdot S \cdot \cos{\alpha} $

где $\text{B}$ — модуль вектора магнитной индукции, $\text{S}$ — площадь, охватываемая контуром, а $\alpha$ — угол между вектором магнитной индукции $ \vec{B} $ и вектором нормали (перпендикуляра) $ \vec{n} $ к плоскости контура.

Изменение магнитного потока происходит, если изменяется хотя бы одна из величин, входящих в формулу: модуль магнитной индукции $\text{B}$, площадь контура $\text{S}$ или угол $\alpha$. В рассматриваемых случаях будем считать, что магнитное поле является однородным ($B = \text{const}$).

а) Проводник движется вправо, в результате чего площадь $\text{S}$ замкнутого контура увеличивается. Вектор магнитной индукции $ \vec{B} $ перпендикулярен плоскости контура, следовательно, угол $\alpha$ между $ \vec{B} $ и нормалью $ \vec{n} $ к плоскости контура постоянен и равен $0^\circ$ (или $180^\circ$). При этом $|\cos{\alpha}| = 1$. Поскольку площадь $\text{S}$ увеличивается, а $\text{B}$ и $\cos{\alpha}$ постоянны, магнитный поток $ \Phi $, пронизывающий контур, по модулю увеличивается.

Ответ: Магнитный поток увеличивается.

б) Проводник движется влево, что приводит к уменьшению площади $\text{S}$ контура. Вектор магнитной индукции $ \vec{B} $ так же перпендикулярен плоскости контура, поэтому угол $\alpha$ постоянен и $|\cos{\alpha}| = 1$. Так как площадь $\text{S}$ уменьшается, а $\text{B}$ и $\cos{\alpha}$ постоянны, модуль магнитного потока $ |\Phi| $ уменьшается.

Ответ: Магнитный поток уменьшается.

в) Проводник движется вправо, увеличивая площадь $\text{S}$ контура. Однако вектор магнитной индукции $ \vec{B} $ лежит в плоскости контура. Это означает, что вектор $ \vec{B} $ перпендикулярен нормали $ \vec{n} $ к этой плоскости. Угол $\alpha$ между ними равен $90^\circ$. Поскольку $\cos{90^\circ} = 0$, магнитный поток через контур равен нулю в любой момент времени: $ \Phi = B \cdot S \cdot \cos{90^\circ} = 0 $. Так как поток все время равен нулю, он не изменяется.

Ответ: Магнитный поток не изменяется.