Номер 1, страница 125 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 4. Электромагнитная индукция. Параграф 23. Способы получения индукционного тока - номер 1, страница 125.

Условие.

1. Какими способами можно получить ЭДС индукции в проводящем замкнутом контуре?

Решение.

1. Решение

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, ЭДС индукции ($ \mathcal{E}_{ind} $) в замкнутом проводящем контуре возникает при любом изменении магнитного потока ($ \Phi_B $), пронизывающего этот контур. Величина ЭДС определяется скоростью изменения магнитного потока:

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

Магнитный поток через поверхность площадью $ S $, находящуюся в однородном магнитном поле с индукцией $ B $, выражается формулой:

$ \Phi_B = B \cdot S \cdot \cos(\alpha) $

где $ \alpha $ — угол между вектором магнитной индукции $ \vec{B} $ и нормалью (перпендикуляром) $ \vec{n} $ к плоскости контура.

Из этой формулы следует, что для изменения магнитного потока ($ \frac{d\Phi_B}{dt} \neq 0 $) и, следовательно, для получения ЭДС индукции, необходимо изменять со временем хотя бы одну из трёх величин: $ B $, $ S $ или $ \alpha $.

Таким образом, существует три основных способа получить ЭДС индукции:

1. Изменение модуля вектора магнитной индукции ($ B $). Контур должен находиться в переменном во времени магнитном поле. Этого можно достичь, например, перемещая источник поля (постоянный магнит или электромагнит) относительно контура, или изменяя силу тока в электромагните.

2. Изменение площади контура ($ S $), находящегося в магнитном поле. Если изменять площадь контура (например, растягивая или сжимая гибкий контур, или перемещая подвижную часть контура), пронизывающий его магнитный поток будет меняться, что приведет к возникновению ЭДС индукции.

3. Изменение ориентации контура относительно линий магнитной индукции (изменение угла $ \alpha $). При вращении проводящего контура в постоянном магнитном поле угол $ \alpha $ непрерывно изменяется. Это вызывает периодическое изменение магнитного потока и возникновение переменной ЭДС индукции. Этот принцип лежит в основе работы всех электрогенераторов.

Ответ: ЭДС индукции в проводящем замкнутом контуре можно получить тремя способами, которые приводят к изменению магнитного потока через контур: 1) изменяя величину магнитной индукции поля, пронизывающего контур; 2) изменяя площадь контура в магнитном поле; 3) изменяя ориентацию контура относительно линий магнитной индукции (например, вращая контур).