Номер 4, страница 170 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 3. Электромагнитные явления. Параграф 37. Магнитный поток. Вопросы для самопроверки - номер 4, страница 170.

Условие.

4. Объясните, почему происходит изменение магнитного потока при внесении постоянного магнита в катушку.

Решение.

Изменение магнитного потока при внесении постоянного магнита в катушку объясняется на основе определения магнитного потока и свойств магнитного поля самого магнита.

Магнитный поток $\Phi$ — это физическая величина, которая характеризует количество линий магнитной индукции, проходящих через некоторую поверхность. В данном случае такой поверхностью является площадь, ограниченная витками катушки. Магнитный поток рассчитывается по формуле:

$\Phi = B \cdot S \cdot \cos(\alpha)$

где $\text{B}$ — это модуль индукции магнитного поля (его сила), $\text{S}$ — площадь контура (витка катушки), а $\alpha$ — угол между направлением линий поля и перпендикуляром (нормалью) к плоскости этого контура.

Постоянный магнит создает вокруг себя неоднородное магнитное поле: его индукция $\text{B}$ максимальна вблизи полюсов и ослабевает по мере удаления от них.

Когда магнит находится далеко от катушки, индукция его поля в месте расположения катушки очень мала. Следовательно, и магнитный поток, пронизывающий витки катушки, практически равен нулю.

В процессе внесения магнита в катушку, витки катушки оказываются во все более сильной области магнитного поля. Это означает, что индукция магнитного поля $\text{B}$, проходящего через площадь витков $\text{S}$, увеличивается. Поскольку в формуле для магнитного потока $\Phi$ изменяется один из множителей (величина $\text{B}$), то изменяется и сам магнитный поток. При вдвигании магнита поток увеличивается, а при выдвигании — уменьшается.

Таким образом, ключевой причиной изменения магнитного потока является изменение индукции магнитного поля, пронизывающего катушку, которое происходит из-за относительного движения магнита и катушки.

Ответ: При внесении постоянного магнита в катушку изменяется число линий магнитной индукции, пронизывающих площадь ее витков. Это происходит потому, что магнитное поле постоянного магнита неоднородно (его сила меняется с расстоянием), и при движении магнита относительно катушки индукция магнитного поля $\text{B}$ в области катушки изменяется. Согласно формуле магнитного потока $\Phi = B \cdot S \cdot \cos(\alpha)$, изменение индукции $\text{B}$ ведет к изменению магнитного потока $\Phi$.