Номер 2, страница 297 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Примерные темы учебных проектов. I. История развития физики - номер 2, страница 297.

Условие.

Из истории открытия явления электромагнитной индукции.

Решение.

Из истории открытия явления электромагнитной индукции.Открытие явления электромагнитной индукции является одним из фундаментальных в истории физики и неразрывно связано с именем английского ученого Майкла Фарадея. После того как в 1820 году датский физик Ханс Кристиан Эрстед обнаружил, что электрический ток порождает магнитное поле, научное сообщество задалось симметричным вопросом: может ли магнитное поле, в свою очередь, создать электрический ток? Майкл Фарадей посвятил этой задаче около десяти лет. Его первоначальные эксперименты, в которых он пытался получить ток с помощью неподвижных магнитов и проводников, не увенчались успехом. Прорыв произошел 29 августа 1831 года, когда Фарадей пришел к гениальному выводу, что для возникновения тока необходимо не статичное магнитное поле, а его изменение. Он экспериментально доказал, что электродвижущая сила (ЭДС) и, как следствие, электрический ток возникают в замкнутом проводящем контуре при любом изменении магнитного потока, пронизывающего этот контур. Фарадей ввёл понятие магнитного потока как меры количества «силовых линий» магнитного поля, проходящих через определенную поверхность, и сформулировал основной закон явления. Независимо от Фарадея явление электромагнитной индукции открыл американский ученый Джозеф Генри в 1832 году, он также открыл и явление самоиндукции. Однако Фарадей первым опубликовал свои результаты, поэтому приоритет открытия остался за ним. Это открытие имело колоссальные последствия, заложив научную основу для создания электрогенераторов, трансформаторов и электродвигателей, что инициировало промышленную революцию и наступление «века электричества».Ответ:

Экспериментальное открытие электромагнитной индукции.Экспериментальное открытие электромагнитной индукции было совершено Майклом Фарадеем в результате серии тщательно продуманных опытов.

1. Опыт с железным кольцом и двумя катушками. Это был ключевой эксперимент, проведенный 29 августа 1831 года. Фарадей намотал на железное кольцо две изолированные друг от друга обмотки. Одну (первичную) он подключил к гальванической батарее через ключ, а другую (вторичную) — к гальванометру, чувствительному прибору для обнаружения тока. При замыкании ключа в первичной цепи стрелка гальванометра во вторичной цепи кратковременно отклонялась, а затем возвращалась в нулевое положение. Пока по первичной обмотке протекал постоянный ток, во вторичной ток отсутствовал. При размыкании ключа стрелка гальванометра снова отклонялась, но в противоположную сторону. Этот опыт убедительно показал, что индукционный ток во вторичной катушке возникает только в моменты изменения (возникновения или исчезновения) тока в первичной катушке, то есть при изменении магнитного поля.

2. Опыты с движущимся магнитом. В другой серии экспериментов Фарадей использовал катушку, подключенную к гальванометру, и постоянный стержневой магнит. Когда он вдвигал магнит в катушку, гальванометр регистрировал появление тока. Если магнит оставался неподвижным внутри катушки, ток исчезал. При выдвигании магнита из катушки ток возникал вновь, но уже противоположного направления. Направление тока также менялось на противоположное, если в катушку вдвигать не северный, а южный полюс магнита. Величина индукционного тока была тем больше, чем выше была скорость движения магнита.

Эти опыты позволили Фарадею сформулировать закон электромагнитной индукции, согласно которому ЭДС индукции $\mathcal{E}$ в замкнутом контуре прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока $\Phi_B$ через поверхность, ограниченную этим контуром. Позднее этот закон был математически оформлен в виде формулы: $\mathcal{E} = - \frac{d\Phi_B}{dt}$. Знак «минус» в этой формуле отражает правило Ленца (сформулированное в 1833 году), которое гласит: индукционный ток всегда направлен так, чтобы своим магнитным полем противодействовать изменению магнитного потока, вызвавшему этот ток.Ответ: