Знакомство с техническими объектами, страница 142 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 5. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 27. Энергия электрического поля конденсатора. Энергия магнитного поля катушки. Вопросы - страница 142.

Условие.

Знакомство с техническими объектами

Существует множество конструкций электрических фонариков. В них источниками тока обычно служит батарейка. Существуют конструкции фонариков, где в качестве источника тока используется конденсатор, который соединён с проволочной катушкой. Внутри катушки находится магнит, который может перемещаться в ней. При встряхивании фонарика магнит приходит в движение. Если включить фонарик, то лампочка, соединённая с конденсатором, загорается.

а) Какие превращения энергии при этом происходят?

б) На каком явлении основано действие фонарика?

Решение.

а) Какие превращения энергии при этом происходят?

В описанном фонарике происходит несколько последовательных превращений энергии. Изначально, когда человек встряхивает фонарик, он совершает механическую работу, которая преобразуется в кинетическую энергию движущегося внутри катушки магнита. Движение магнита приводит к изменению магнитного поля, пронизывающего витки катушки, что, в свою очередь, генерирует в ней электрический ток. Таким образом, механическая энергия магнита превращается в электрическую энергию. Эта электрическая энергия накапливается в конденсаторе, запасаясь в виде энергии его электрического поля. Когда фонарик включают, конденсатор разряжается через лампочку, и накопленная электрическая энергия превращается в световую и тепловую энергию, заставляя лампочку светиться.

Ответ: Происходит следующая цепь превращений энергии: механическая энергия → электрическая энергия → световая и тепловая энергия.

б) На каком явлении основано действие фонарика?

Действие такого фонарика основано на явлении электромагнитной индукции. Суть этого явления заключается в возникновении электрического тока в замкнутом проводящем контуре (проволочной катушке) при изменении магнитного потока, проходящего через этот контур. В данном случае, когда магнит движется внутри катушки, магнитный поток, пронизывающий её витки, изменяется. Это изменение и вызывает (индуцирует) появление в катушке электрического тока, который затем заряжает конденсатор.

Ответ: Действие фонарика основано на явлении электромагнитной индукции.