ГДЗ Фізика 9 клас Бар’яхтар В. Г. — сторінка 123

Повні розв’язки, як у зошиті. Хочеш розібратися самостійно — під кожним завданням є «Пояснення з репетитором».

§ 16. Явище електромагнітної індукції. Промислові джерела електричної енергії

Завдання 8 (с. 123)

Електромагнітна індукція в котушках

Дві котушки надіті на спільне осердя (рис. 4, а). Котушку А переміщують уздовж осердя. Графік залежності відстані $l (t)$ між котушками від часу наведено на рис. 4, б.
1) Що відбувалося з котушкою А в інтервалі часу від 0 до $t_{3}$ ?
2) Виберіть усі інтервали часу, протягом яких у котушці А існував електричний струм.
А Від 0 до $t_{1}$
Б Від $t_{1}$ до $t_{2}$
В Від $t_{2}$ до $t_{3}$
3) У який інтервал часу покази міліамперметра були найбільшими? Відповідь обґрунтуйте.

Розв’язання

Аналізуємо графік залежності $l (t)$ на рис. 4, б.
- Від $0$ до $t_{1}$ : відстань $l$ зменшується (котушки наближаються).
- Від $t_{1}$ до $t_{2}$ : відстань $l$ не змінюється ( $l = const$ ), котушки рухаються разом або одна нерухомо, але відносна швидкість дорівнює нулю.
- Від $t_{2}$ до $t_{3}$ : відстань $l$ різко збільшується (котушки розбігаються).
Відповідаємо на запитання 1: У проміжку від 0 до $t_{3}$ котушку А спочатку наближали до котушки Б, потім тримали нерухомо відносно неї (або рухалися з однаковою швидкістю), а в кінці різко відштовхували.
Відповідаємо на запитання 2: Індукційний струм виникає лише тоді, коли змінюється магнітний потік, тобто коли котушки рухаються одна відносно одної.
- Інтервал $0 \dots t_{1}$ : відстань змінюється $\to$ є струм.
- Інтервал $t_{1} \dots t_{2}$ : відстань стала $\to$ струму немає.
- Інтервал $t_{2} \dots t_{3}$ : відстань змінюється $\to$ є струм.
Правильні варіанти: А (Від 0 до $t_{1}$ ) та В (Від $t_{2}$ до $t_{3}$ ).
Відповідаємо на запитання 3: Найбільший струм виникає при найшвидшій зміні магнітного потоку, тобто при найбільшій швидкості відносного руху котушок.
- На графіку це відповідає найкрутішому нахилу лінії (найбільшій тангенсу кута).
- Ділянка $0 \dots t_{1}$ : повільне зменшення відстані (маленький нахил).
- Ділянка $t_{2} \dots t_{3}$ : швидке збільшення відстані (великий нахил).
Отже, струм найбільший у проміжку $t_{2} \dots t_{3}$ .

Відповідь:

1) Котушку А спочатку наближали до котушки Б (відстань зменшувалася), потім відстань між ними не змінювалася, а в кінці експерименту різко відштовхували (відстань збільшувалася).
2) А Від 0 до $t_{1}$ ; В Від $t_{2}$ до $t_{3}$ .
3) Найбільші покази були в інтервалі від $t_{2}$ до $t_{3}$ , оскільки саме в цей час швидкість зміни відстані (а отже, і швидкість зміни магнітного потоку) була найбільшою.

Завдання 9

Магнітні властивості скріпок

Постійний штабовий магніт занурили в коробку зі скріпками для степлера. Потім магніт обережно витягнули із коробки. Як розташуються скріпки після цього?

Розв’язання

Розглядаємо дію магніту на феромагнітні предмети. Магніт не лише притягує самі скріпки, а й намагнічує їх.
Намагнічені скріпки починають взаємодіяти між собою: північний полюс однієї притягує південний полюс іншої.
Тому скріпки не розсипаються рівномірно по поверхні (варіант А) і не залишаються в коробці без дії (варіант Б), оскільки вони вже намагнічені. Вони також не відштовхуються (варіант Г).
Скріпки утворюють ланцюжки, які «висять» на магніті, особливо навколо полюсів, де поле найсильніше.

Відповідь:

В Скріпки утворять ланцюжки, підвішені до магніту в певних місцях.

Завдання 10

Розрахунок сили Ампера

Прямолінійний провідник завдовжки $l = 0, 6 м$ розташований у однорідному магнітному полі з індукцією $B = 1, 2 мТл$ під кутом $α = 3 0^{\circ}$ до ліній індукції. Сила струму в провіднику $I = 5 А$ . Визначте силу Ампера $F_{A}$ .

Розв’язання

Переводимо величини до основних одиниць СІ:
$B = 1, 2 мТл = 1, 2 \cdot 1 0^{- 3} Тл$ .
$l = 0, 6 м$ (вже в СІ).
$I = 5 А$ (вже в СІ).
$α = 3 0^{\circ}$ .
Знаходимо синус кута:
$sin 3 0^{\circ} = 0, 5$ .
Підставляємо значення у формулу:
$F_{A} = (1, 2 \cdot 1 0^{- 3} Тл) \cdot (5 А) \cdot (0, 6 м) \cdot 0, 5$ .
Виконуємо обчислення:
$F_{A} = 1, 2 \cdot 5 \cdot 0, 6 \cdot 0, 5 \cdot 1 0^{- 3} Н$ .
$1, 2 \cdot 5 = 6$ .
$6 \cdot 0, 6 = 3, 6$ .
$3, 6 \cdot 0, 5 = 1, 8$ .
Отже, $F_{A} = 1, 8 \cdot 1 0^{- 3} Н = 1, 8 мН$ .

Відповідь:

А 1,8 мН