Номер 255, страница 119, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Материалы для повторения при подготовке к экзамену. 6. Электромагнитные явления - номер 255, страница 119.

Условие.

255. Две катушки надеты на общий железный сердечник (рис. 102, а). Через первую катушку протекает электрический ток, график зависимости силы тока $\text{I}$ от времени $\text{t}$ изображён на рисунке 102, б. В какой (какие) промежуток времени будет течь ток во второй катушке?

Рис. 102

Решение.

В какой (какие) промежуток времени будет течь ток во второй катушке?

Решение
Электрический ток во второй катушке, подключенной к гальванометру, будет возникать в соответствии с явлением электромагнитной индукции. Индукционный ток появляется в замкнутом контуре (второй катушке) только тогда, когда изменяется магнитный поток, пронизывающий этот контур.

В данной установке первая катушка создает магнитное поле, которое усиливается железным сердечником. Так как обе катушки находятся на одном сердечнике, магнитный поток $Φ$, создаваемый током в первой катушке, пронизывает и вторую катушку. Величина этого магнитного потока прямо пропорциональна силе тока $\text{I}$ в первой катушке: $Φ \sim I$.

Согласно закону Фарадея, ЭДС индукции $ε_i$, а следовательно, и индукционный ток $I_i$ во второй катушке, возникают при изменении магнитного потока $Φ$ со временем $\text{t}$. Это означает, что ток во второй катушке будет существовать только тогда, когда изменяется сила тока $\text{I}$ в первой катушке.

Проанализируем предоставленный график зависимости силы тока $\text{I}$ от времени $\text{t}$ в первой катушке:
1. Промежуток времени от 0 до $t_1$: сила тока $\text{I}$ постоянна и не равна нулю. Так как ток не изменяется, создаваемый им магнитный поток также постоянен. Изменения магнитного потока нет, следовательно, индукционный ток во второй катушке не возникает.
2. Промежуток времени от $t_1$ до $t_2$: сила тока $\text{I}$ линейно уменьшается от своего максимального значения до нуля. Поскольку сила тока изменяется, магнитный поток, пронизывающий вторую катушку, также изменяется (уменьшается). Это изменение магнитного потока вызывает появление индукционного тока во второй катушке.
3. Промежуток времени после $t_2$ (например, от $t_2$ до $t_3$): сила тока $\text{I}$ равна нулю и постоянна. Магнитный поток отсутствует и не изменяется. Следовательно, индукционный ток во второй катушке не возникает.

Таким образом, ток во второй катушке будет течь только в том временном интервале, в котором меняется ток в первой катушке.

Ответ: ток во второй катушке будет течь в промежутке времени от $t_1$ до $t_2$.