Задание №3 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ
Катушку большого диаметра присоединили к амперметру, а катушку меньшего диаметра подключили к источнику тока. Малую катушку вдвинули внутрь большой катушки. При этом в большой катушке возник электрический ток (см. рисунок). Какое явление демонстрирует данный опыт?
резонанс
электризация тел
взаимодействие зарядов
электромагнитная индукция
Правильный ответ
4
Пояснение
Решение.
Для того чтобы определить, какое физическое явление демонстрирует данный опыт, проанализируем последовательно все происходящие процессы:
1. Создание магнитного поля: Малая катушка подключена к источнику постоянного тока. Согласно закону Био-Савара-Лапласа, вокруг любого проводника с током возникает магнитное поле. Таким образом, малая катушка превращается в электромагнит.
2. Изменение магнитного потока: Когда мы вдвигаем малую катушку внутрь большой, магнитное поле внутри большой катушки начинает изменяться. Следовательно, изменяется магнитный поток , пронизывающий витки большой катушки.
3. Возникновение тока: На рисунке видно, что в момент движения катушки стрелка амперметра, подключённого к большой катушке, отклоняется. Это означает, что в замкнутом контуре большой катушки возник электрический ток, хотя она не подключена к источнику питания.
4. Вывод: Явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него, называется электромагнитной индукцией. Этот закон был открыт Майклом Фарадеем в 1831 году.
Рассмотрим остальные варианты:
1) Резонанс — это резкое возрастание амплитуды колебаний, здесь колебательных систем нет.
2) Электризация — это процесс сообщения телу электрического заряда, здесь же мы наблюдаем протекание тока в цепи.
3) Взаимодействие зарядов описывается законом Кулона и не объясняет появление тока в катушке без источника.
Таким образом, данный опыт демонстрирует явление электромагнитной индукции.
Ответ: 4
Источник: ФИПИ