Номер 3, страница 201 - гдз по физике 10 класс учебник Громыко, Зенькович

3. При каких условиях в замкнутом проводящем контуре возникает индукционный ток?

Решение

Индукционный ток возникает в замкнутом проводящем контуре в соответствии с явлением электромагнитной индукции. Основное и единственное условие для его возникновения — это изменение магнитного потока, пронизывающего поверхность, которая ограничена этим контуром.

Магнитный поток ($ \Phi $) — это физическая величина, равная произведению модуля вектора магнитной индукции $ B $ на площадь контура $ S $ и на косинус угла $ \alpha $ между вектором магнитной индукции и нормалью (перпендикуляром) к плоскости контура.
$ \Phi = B \cdot S \cdot \cos\alpha $

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, при изменении магнитного потока ($ \Delta \Phi $) за промежуток времени ($ \Delta t $) в контуре возникает электродвижущая сила (ЭДС) индукции $ \mathcal{E}_i $:
$ \mathcal{E}_i = - \frac{\Delta \Phi}{\Delta t} $
Знак «минус» в этой формуле отражает правило Ленца, которое гласит, что индукционный ток всегда направлен так, чтобы своим магнитным полем противодействовать изменению магнитного потока, которое его вызвало.

Если контур замкнут и обладает электрическим сопротивлением $ R $, то возникшая ЭДС индукции создает в нем индукционный ток $ I_i $, величина которого определяется по закону Ома для полной цепи: $ I_i = \frac{\mathcal{E}_i}{R} $.

Таким образом, индукционный ток возникает при одновременном выполнении двух условий:
1. Контур должен быть замкнутым и проводящим (т.е. сделанным из проводника).
2. Магнитный поток через этот контур должен изменяться со временем ($ \frac{\Delta \Phi}{\Delta t} \neq 0 $).

Изменение магнитного потока, в свою очередь, может быть вызвано изменением любого из сомножителей в его формуле:
- изменением модуля магнитной индукции $ B $ (например, при приближении или удалении магнита от контура, изменении силы тока в соседнем проводнике);
- изменением площади контура $ S $ (например, при его деформации или движении одной из его сторон в магнитном поле);
- изменением ориентации контура в пространстве, то есть изменением угла $ \alpha $ (например, при вращении контура в магнитном поле).

Ответ: Индукционный ток возникает в замкнутом проводящем контуре при любом изменении магнитного потока, пронизывающего этот контур.