ГДЗ по физике, 11 класс, Мякишев, номер p43.1: ЭДС индукции. Микрофон. Громкоговоритель

План решения:

Для возникновения ЭДС индукции в движущемся проводнике необходимо изменение магнитного потока или пересечение силовых линий. Вспомним формулу для ЭДС самоиндукции при движении прямолинейного проводника: ε=Blvsinα, где α — угол между вектором скорости и вектором магнитной индукции.

Анализ вариантов ответа:

• 1) Параллельно линиям индукции : Если проводник движется параллельно линиям поля, то он не пересекает их. Угол α=0^° или 180^°, следовательно, sinα=0. ЭДС равна нулю, разности потенциалов не возникает.
• 2) С большой скоростью : Скорость влияет на величину ЭДС (ε∼v), но если направление движения не приводит к пересечению линий (например, движение вдоль линий), то даже бесконечно большая скорость не создаст разности потенциалов. Это необходимое, но не достаточное условие.
• 3) Пересекая линии индукции : Именно это действие вызывает силу Лоренца, действующую на свободные носители заряда внутри проводника. Заряды смещаются к концам проводника, создавая электрическое поле и разность потенциалов. Это фундаментальное условие возникновения динамической ЭДС.
• 4) В неоднородном поле : Неоднородность поля важна для случаев изменения контура или неподвижного контура во времени, но для прямолинейного отрезка проводника ключевым фактором является именно факт пересечения им линий индукции, а не однородность самого поля.

Проверка и вывод:

Физический смысл явления заключается в том, что только при пересечении проводником линий магнитной индукции на заряды действует сила, разделяющая положительные и отрицательные заряды по концам проводника. Таким образом, верным является вариант 3.