Номер 3, страница 192 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 5. Электромагнитные явления. Параграф 47. Электромагнитное поле. Вспомните - номер 3, страница 192.

Условие.

В чём заключались опыты Фарадея?

Решение.

Опыты Майкла Фарадея, проведённые в 1831 году, были посвящены поиску связи между магнетизмом и электричеством. Главная цель Фарадея состояла в том, чтобы выяснить, может ли магнитное поле создавать электрический ток. До него было известно обратное явление, открытое Эрстедом: электрический ток создаёт вокруг себя магнитное поле. Фарадей предположил, что и магнетизм должен быть способен порождать электричество. Суть его классических опытов заключалась в экспериментальном доказательстве и исследовании явления электромагнитной индукции.

Основные эксперименты можно описать следующим образом:

1. Возникновение тока при изменении магнитного поля другого тока.
Фарадей взял железное кольцо и намотал на него две изолированные друг от друга медные проволоки, создав две катушки. Первую катушку (первичную обмотку) он подключил к источнику тока (гальванической батарее) через ключ. Вторую катушку (вторичную обмотку) он соединил с гальванометром — чувствительным прибором, регистрирующим электрический ток.

• При замыкании ключа в цепи первой катушки стрелка гальванометра, подключенного ко второй, кратковременно отклонялась, показывая возникновение в ней тока.
• Когда ток в первой катушке становился постоянным, стрелка гальванометра возвращалась к нулю, что означало отсутствие тока во второй катушке.
• При размыкании ключа стрелка гальванометра снова отклонялась, но уже в противоположную сторону.

Вывод: Индукционный ток во вторичной катушке возникает только в моменты изменения тока в первичной катушке, то есть тогда, когда создаваемое им магнитное поле изменяется (увеличивается или уменьшается).

2. Возникновение тока при движении постоянного магнита.
В этой серии опытов Фарадей использовал катушку, подключенную к гальванометру, и постоянный магнит.

• Когда он вносил постоянный магнит внутрь катушки, гальванометр регистрировал появление тока.
• Когда магнит оставался неподвижным внутри катушки, ток исчезал.
• Когда он вынимал магнит из катушки, ток снова появлялся, но его направление было противоположным.

Такой же эффект наблюдался, если магнит был неподвижен, а катушка перемещалась относительно него.
Вывод: Электрический ток в катушке возникает при любом изменении магнитного поля, пронизывающего её витки. Это изменение может быть вызвано как относительным движением катушки и магнита, так и изменением самого магнитного поля.

Обобщив результаты этих опытов, Фарадей сформулировал фундаментальный закон природы, известный сегодня как закон электромагнитной индукции Фарадея. Он гласит, что при изменении магнитного потока $\Phi_B$, пронизывающего поверхность, ограниченную замкнутым проводящим контуром, в этом контуре возникает электродвижущая сила (ЭДС) индукции $\mathcal{E}$, величина которой прямо пропорциональна скорости изменения этого потока:

$\mathcal{E} = - \frac{d\Phi_B}{dt}$

Таким образом, опыты Фарадея доказали, что переменное магнитное поле способно порождать электрический ток.

Ответ: Опыты Фарадея заключались в экспериментальном доказательстве того, что переменное магнитное поле может создавать (индуцировать) электрический ток в замкнутом проводнике. Он показал, что ток возникает либо при движении проводника в магнитном поле, либо при изменении самого магнитного поля, пронизывающего контур проводника. Это явление было названо электромагнитной индукцией.