ГДЗ по физике, 8 класс, Перышкин, номер p240.10

План решения:

Для выполнения задания необходимо проанализировать условия возникновения ЭДС индукции в катушке. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, ток в замкнутом контуре возникает только при изменении магнитного потока, пронизывающего этот контур. Магнитный поток Φ зависит от модуля вектора магнитной индукции B, площади контура S и угла между вектором B и нормалью к плоскости контура. В данной лабораторной работе площадь катушки и её ориентация фиксированы, поэтому изменение потока возможно только за счёт изменения величины или направления магнитного поля, создаваемого другой катушкой (или постоянным магнитом).

Вычисление и анализ случаев:

Рассмотрим основные ситуации, наблюдаемые в ходе эксперимента:

• Включение и выключение тока во второй катушке. При замыкании ключа ток нарастает от нуля до установившегося значения, следовательно, магнитное поле вокруг катушки усиливается (B растёт). Это приводит к увеличению магнитного потока через первую катушку. При размыкании цепи ток убывает, поле ослабевает, и поток уменьшается. В обоих случаях наблюдается отклонение стрелки гальванометра.
• Изменение силы постоянного тока. Если реостатом плавно менять силу тока во второй катушке, то меняется и напряжённость создаваемого ею поля. Поток Φ=B·S изменяется пропорционально изменению B, что также вызывает появление индукционного тока.
• Относительное движение катушек (или магнита и катушки). При сближении катушек плотность линий магнитного поля, пронизывающих первую катушку, возрастает (поток увеличивается). При удалении — уменьшается. Даже если ток постоянен, но меняется геометрия взаимного расположения, поток изменяется.
• Стационарное состояние. Если ток во второй катушке постоянен и катушки неподвижны относительно друг друга, магнитное поле не меняется. Следовательно, магнитный поток через первую катушку остаётся неизменным (ΔΦ/Δt=0), и индукционный ток отсутствует.

Проверка и вывод:

Сопоставим наблюдения с теорией. Индукционный ток появляется исключительно в переходных процессах: при включении/выключении, изменении силы тока или перемещении источников поля. Это подтверждает гипотезу о том, что причиной является именно изменение магнитного потока, а не само наличие поля. Таким образом, мы можем сформулировать итоговый вывод.