Номер 1, страница 154 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 3. Электромагнитные явления. Параграф 33. Применение магнитов. Вопросы для самопроверки - номер 1, страница 154.

Условие.

1. Как можно изменить магнитное поле катушки с током?

Решение.

Магнитное поле катушки с током (соленоида) можно охарактеризовать вектором магнитной индукции $\text{B}$. Для длинного соленоида модуль этого вектора внутри катушки практически однороден и определяется по формуле:

$B = \mu_0 \mu n I$

где:

• $\mu_0$ — магнитная постоянная;
• $\mu$ — относительная магнитная проницаемость материала сердечника (для вакуума или воздуха $\mu \approx 1$);
• $\text{n}$ — число витков на единицу длины катушки ($n = N/L$, где $\text{N}$ — общее число витков, а $\text{L}$ — длина катушки);
• $\text{I}$ — сила тока, протекающего по обмотке катушки.

Анализируя данную формулу, можно выделить три основных способа изменения магнитного поля катушки с током:

1. Изменение силы тока. Магнитная индукция $\text{B}$ прямо пропорциональна силе тока $\text{I}$. Следовательно, увеличивая силу тока в обмотке, мы усиливаем магнитное поле, а уменьшая — ослабляем. Изменение направления тока на противоположное приведет к изменению направления вектора магнитной индукции (северный и южный полюса электромагнита поменяются местами).

2. Изменение параметров катушки. Магнитная индукция $\text{B}$ прямо пропорциональна числу витков на единицу длины $\text{n}$. Чтобы усилить магнитное поле, можно либо увеличить общее число витков $\text{N}$ на той же длине, либо уменьшить длину катушки $\text{L}$, сделав намотку более плотной. Соответственно, уменьшение плотности намотки (уменьшение $\text{n}$) ослабит магнитное поле.

3. Использование сердечника. Магнитная индукция $\text{B}$ зависит от магнитной проницаемости среды $\mu$ внутри катушки. Если внутрь катушки поместить сердечник из ферромагнитного материала (например, железа, стали, чугуна), у которого значение $\mu$ может быть в сотни и тысячи раз больше единицы, магнитное поле значительно усилится. Если же удалить ферромагнитный сердечник, поле ослабнет.

Ответ:

Магнитное поле катушки с током можно изменить одним из следующих способов:

• изменить силу тока в обмотке катушки;
• изменить число витков на единицу длины катушки (например, заменив катушку на другую);
• ввести внутрь катушки сердечник из ферромагнитного материала или удалить его.