Номер 2, страница 180 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

2. Используя ресурсы Интернета, подготовьте информационный продукт (по выбору): презентацию по теме урока или сообщение по одному из ключевых слов (словосочетаний) параграфа.

Сообщение по теме "Электромагнитная индукция"

1. Определение и история открытия

Электромагнитная индукция — это явление возникновения электрического тока в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего этот контур. Возникающий при этом ток называется индукционным.

Это фундаментальное явление было открыто английским физиком Майклом Фарадеем 29 августа 1831 года. Проводя свои знаменитые опыты, Фарадей обнаружил, что переменное магнитное поле способно создавать электрический ток. Это открытие заложило основу для создания электрогенераторов, трансформаторов и многих других устройств, которые определяют облик современной цивилизации. Независимо от Фарадея, но несколько позже, к подобным выводам пришел американский ученый Джозеф Генри.

2. Магнитный поток

Для количественного описания явления электромагнитной индукции вводится физическая величина — магнитный поток. Магнитный поток ($ \Phi $) через плоскую поверхность площадью $ S $, помещенную в однородное магнитное поле с индукцией $ B $, определяется формулой:

$ \Phi = BS \cos \alpha $

где $ \alpha $ — угол между вектором магнитной индукции $ \vec{B} $ и нормалью (перпендикуляром) к плоскости контура. Единицей измерения магнитного потока в системе СИ является вебер (Вб).

Ключевым условием для возникновения индукционного тока является не само наличие магнитного потока, а его изменение с течением времени. Изменить магнитный поток можно тремя способами: изменяя величину магнитной индукции $ B $, изменяя площадь контура $ S $, охватываемую полем, или изменяя ориентацию контура относительно линий магнитной индукции (то есть угол $ \alpha $).

3. Закон электромагнитной индукции (Закон Фарадея)

Закон Фарадея количественно описывает связь между скоростью изменения магнитного потока и возникающей в контуре электродвижущей силой (ЭДС) индукции. ЭДС индукции ($ \mathcal{E}_{i} $) в замкнутом контуре равна по модулю скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром.

Математически закон выражается формулой:

$ \mathcal{E}_{i} = - \frac{d\Phi}{dt} $

Здесь $ d\Phi $ — изменение магнитного потока за малый промежуток времени $ dt $. Знак "минус" в формуле отражает правило Ленца и указывает на направление индукционного тока.

Если контур представляет собой катушку, состоящую из $ N $ витков, то ЭДС индукции, возникающая в катушке, будет в $ N $ раз больше:

$ \mathcal{E}_{i} = - N \frac{d\Phi}{dt} $

4. Правило Ленца

Правило, сформулированное русским физиком Эмилием Христиановичем Ленцем в 1834 году, позволяет определить направление индукционного тока. Оно гласит:

Индукционный ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре, имеет такое направление, что создаваемое им собственное магнитное поле противодействует изменению внешнего магнитного потока, которое вызвало этот ток.

Например, если приближать к катушке северный полюс магнита, магнитный поток через катушку возрастает. Согласно правилу Ленца, в катушке возникнет ток такого направления, чтобы созданное им магнитное поле было направлено навстречу приближающемуся магниту, то есть со стороны магнита у катушки образуется северный полюс, который будет отталкивать магнит. И наоборот, при удалении магнита индукционный ток создаст южный полюс, который будет стремиться удержать магнит.

5. Практическое применение электромагнитной индукции

Открытие электромагнитной индукции произвело технологическую революцию. Вот лишь некоторые примеры ее использования:

• Электрические генераторы: устройства, преобразующие механическую энергию (например, вращение турбины на ГЭС, ТЭС или АЭС) в электрическую энергию. В их основе лежит вращение рамки-проводника в магнитном поле, что приводит к непрерывному изменению магнитного потока и генерации ЭДС.
• Трансформаторы: приборы для повышения или понижения напряжения переменного тока. Они состоят из двух катушек (обмоток), намотанных на общий сердечник. Переменный ток в первичной обмотке создает переменный магнитный поток, который, в свою очередь, индуцирует ЭДС во вторичной обмотке.
• Индукционные плиты: под стеклокерамической поверхностью плиты находится катушка индуктивности, создающая высокочастотное магнитное поле. Это поле индуцирует в дне металлической посуды мощные вихревые токи (токи Фуко), которые и нагревают посуду.
• Другие применения: динамические микрофоны, считывающие головки магнитофонов и жестких дисков, металлодетекторы, системы беспроводной зарядки устройств.

6. Заключение

Явление электромагнитной индукции является одним из краеугольных камней учения об электричестве и магнетизме. Оно не только демонстрирует глубокую связь между электрическими и магнитными полями, но и служит основой всей современной электроэнергетики и многих технологий, без которых невозможно представить нашу жизнь.

Ответ:

Подготовлено сообщение по теме "Электромагнитная индукция", которое раскрывает суть явления, его основные законы и практическое применение, в соответствии с заданием.