Номер 2, страница 125 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 4. Электромагнитная индукция. Параграф 23. Способы получения индукционного тока - номер 2, страница 125.

Условие.

2. Каково происхождение ЭДС индукции в замкнутом контуре, находящемся в переменном магнитном поле?

Решение.

Происхождение электродвижущей силы (ЭДС) индукции в неподвижном замкнутом контуре, который находится в переменном магнитном поле, объясняется одним из фундаментальных положений теории электромагнетизма.

Согласно теории Максвелла, любое изменяющееся во времени магнитное поле порождает в окружающем пространстве вихревое электрическое поле. В отличие от электростатического поля, создаваемого неподвижными зарядами, силовые линии вихревого электрического поля являются замкнутыми.

Когда проводящий контур оказывается в области действия этого вихревого поля, на свободные носители заряда (электроны) в проводнике начинает действовать электрическая сила $ \vec{F} = q\vec{E} $. Эта сила заставляет заряды двигаться упорядоченно вдоль контура, то есть создает индукционный электрический ток.

По определению, ЭДС индукции — это работа, совершаемая сторонними силами (в данном случае силами вихревого электрического поля) при перемещении единичного положительного заряда вдоль всего замкнутого контура. Математически это выражается через циркуляцию вектора напряженности электрического поля $ \vec{E} $ по контуру $ L $:

$ \mathcal{E}_{ind} = \oint_L \vec{E} \cdot d\vec{l} $

Эта величина, согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, равна скорости изменения магнитного потока через контур, взятой с обратным знаком:

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

Таким образом, первопричиной возникновения ЭДС индукции в неподвижном контуре является именно вихревое электрическое поле, порожденное переменным магнитным полем.

Ответ: Происхождение ЭДС индукции в замкнутом контуре, находящемся в переменном магнитном поле, заключается в том, что переменное магнитное поле порождает в пространстве вихревое электрическое поле. Это поле действует на свободные заряды в проводнике контура, вызывая их направленное движение (индукционный ток). ЭДС индукции равна работе сил этого вихревого поля по перемещению единичного заряда вдоль всего контура.