Номер 8, страница 6, часть 3 - гдз по физике 9 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 3. Глава 7. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 36. Переменный электрический ток - номер 8, страница 6.

Условие.

8. Сила индукционного тока в замкнутой цепи тем больше

1) чем меньше число линий индукции магнитного поля, пронизывающих площадь, ограниченную данной цепью

2) чем больше число линий индукции магнитного поля, пронизывающих площадь, ограниченную данной цепью

3) чем меньше скорость изменения числа магнитных линий, пронизывающих площадь, ограниченную данной цепью

4) чем больше скорость изменения числа магнитных линий, пронизывающих площадь, ограниченную данной цепью

Отметьте знаком «Х» правильный вариант ответа.

1) [] 2) [] 3) [] 4) []

$\text{i}$, А

$\text{a}$

Решение.

Решение

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, электродвижущая сила (ЭДС) индукции, возникающая в замкнутом проводящем контуре, прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром. Математически это выражается формулой:
$ \mathcal{E}_{ind} = - \frac{\Delta\Phi}{\Delta t} $
где $ \mathcal{E}_{ind} $ — ЭДС индукции, а $ \frac{\Delta\Phi}{\Delta t} $ — скорость изменения магнитного потока. Знак минус отражает правило Ленца.

Магнитный поток $ \Phi $ — это физическая величина, которая характеризуется числом линий магнитной индукции, пронизывающих некоторую поверхность. Таким образом, «число магнитных линий» в условии задачи — это качественная мера магнитного потока, а «скорость изменения числа магнитных линий» — это скорость изменения магнитного потока $ \frac{\Delta\Phi}{\Delta t} $.

Сила индукционного тока $ I_{ind} $ в цепи, согласно закону Ома для замкнутой цепи, равна отношению ЭДС индукции к полному сопротивлению цепи $ R $:
$ I_{ind} = \frac{\mathcal{E}_{ind}}{R} $

Подставляя выражение для ЭДС индукции, получаем зависимость силы индукционного тока от скорости изменения магнитного потока:
$ I_{ind} = - \frac{1}{R} \frac{\Delta\Phi}{\Delta t} $

Из этой формулы следует, что модуль (величина) силы индукционного тока $ |I_{ind}| $ прямо пропорционален модулю скорости изменения магнитного потока:
$ |I_{ind}| = \frac{1}{R} \left| \frac{\Delta\Phi}{\Delta t} \right| $

Следовательно, сила индукционного тока в замкнутой цепи тем больше, чем больше скорость изменения магнитного потока (т.е. чем больше скорость изменения числа магнитных линий, пронизывающих площадь, ограниченную цепью).

Рассмотрим предложенные варианты:
1) и 2) Сила индукционного тока зависит не от самого значения числа магнитных линий (магнитного потока), а от скорости его изменения. Магнитный поток может быть очень большим, но если он не меняется со временем, индукционный ток равен нулю. Поэтому варианты 1 и 2 неверны.
3) Чем меньше скорость изменения числа магнитных линий, тем, согласно формуле, будет меньше и сила индукционного тока. Поэтому вариант 3 неверен.
4) Чем больше скорость изменения числа магнитных линий, тем больше будет ЭДС индукции и, соответственно, тем больше будет сила индукционного тока. Этот вариант полностью соответствует выводам из закона Фарадея.

Таким образом, правильным является утверждение, что сила индукционного тока в замкнутой цепи тем больше, чем больше скорость изменения числа магнитных линий, пронизывающих площадь, ограниченную данной цепью.

Ответ: 4