Номер 679, страница 103 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электромагнитное поле. Магнитный поток. Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Самоиндукция - номер 679, страница 103.

Условие.

679. На рисунке 155 приведён график зависимости модуля вектора магнитной индукции магнитного поля, пронизывающего замкнутый контур, от времени. В какие промежутки времени индукционный ток в контуре отсутствовал?

Рис. 155

Решение.

Решение

Индукционный ток в замкнутом контуре возникает только тогда, когда изменяется магнитный поток, пронизывающий этот контур. Это явление описывается законом электромагнитной индукции Фарадея, согласно которому электродвижущая сила (ЭДС) индукции $ \mathcal{E}_{i} $ пропорциональна скорости изменения магнитного потока $ \Phi $:

$ \mathcal{E}_{i} = - \frac{\Delta\Phi}{\Delta t} $

Магнитный поток $ \Phi $ определяется формулой $ \Phi = B \cdot S \cdot \cos\alpha $, где $ B $ — модуль вектора магнитной индукции, $ S $ — площадь контура, а $ \alpha $ — угол между вектором магнитной индукции и нормалью к плоскости контура.

Индукционный ток $ I_{i} $ связан с ЭДС индукции законом Ома для замкнутой цепи: $ I_{i} = \frac{\mathcal{E}_{i}}{R} $, где $ R $ — сопротивление контура.

Следовательно, индукционный ток в контуре отсутствует ($ I_{i} = 0 $), если ЭДС индукции равна нулю ($ \mathcal{E}_{i} = 0 $). Это условие выполняется, когда магнитный поток $ \Phi $ не изменяется со временем ($ \frac{\Delta\Phi}{\Delta t} = 0 $).

В условиях задачи площадь контура $ S $ и его ориентация (угол $ \alpha $) остаются постоянными, поэтому изменение магнитного потока зависит только от изменения магнитной индукции $ B $. Таким образом, индукционный ток будет отсутствовать в те промежутки времени, когда величина магнитной индукции $ B $ постоянна, то есть её изменение со временем равно нулю ($ \frac{\Delta B}{\Delta t} = 0 $).

На графике зависимости $ B(t) $ этому условию соответствуют участки, на которых график является горизонтальной линией, параллельной оси времени $ t $.

Анализируя представленный график, можно выделить два таких участка:

1. Временной интервал от 4 с до 6 с.

2. Временной интервал от 8 с до 10 с.

В эти промежутки времени магнитная индукция не меняется, следовательно, не меняется и магнитный поток, а значит, индукционный ток в контуре не возникает.

Ответ: индукционный ток в контуре отсутствовал в промежутки времени от 4 с до 6 с и от 8 с до 10 с.