Номер 3, страница 154 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Громцева

11. Электромагнетизм. 11.13. Правило Ленца - номер 3, страница 154.

Решение.

Решение 2.

Решение

Для определения направления индукционного тока в катушке воспользуемся правилом Ленца и правилом правой руки.

1. Направление внешнего магнитного поля.

   Согласно условию, заштрихованная часть магнита — это его северный полюс (N). Этот полюс обращен к катушке. Линии магнитной индукции выходят из северного полюса, следовательно, вектор магнитной индукции внешнего поля $B_{внеш}$ внутри катушки направлен вертикально вниз.

2. Изменение магнитного потока.

   Магнит вынимают из катушки, то есть он движется вверх, удаляясь от неё. При удалении магнита его поле, пронизывающее витки катушки, ослабевает. Это означает, что магнитный поток $Φ$, направленный вниз, уменьшается.

3. Применение правила Ленца.

   Согласно правилу Ленца, возникающий в замкнутом контуре индукционный ток создает собственное магнитное поле, которое противодействует изменению внешнего магнитного потока. Так как внешний магнитный поток (направленный вниз) уменьшается, индукционный ток создаст собственное магнитное поле $B_{инд}$, которое будет направлено так, чтобы скомпенсировать это уменьшение. Следовательно, вектор $B_{инд}$ будет сонаправлен с вектором $B_{внеш}$, то есть тоже направлен вниз.

4. Определение направления тока по правилу правой руки.

   Теперь, зная, что индукционное поле $B_{инд}$ направлено вниз, определим направление тока $I_{инд}$ в витках. Воспользуемся правилом правой руки для соленоида: если направить большой палец правой руки по направлению вектора $B_{инд}$ (вниз), то четыре согнутых пальца укажут направление тока в витках.

   Чтобы создать направленное вниз поле, ток в верхней части витков должен течь справа налево, а в нижней — слева направо. Предполагая, что на рисунке показана такая намотка, где видимая нам передняя часть витков является верхней, ток в ней должен течь справа налево.

5. Направление тока в цепи.

   Ток, текущий в передней части катушки справа налево, является частью тока во всей замкнутой цепи. Проследим его путь: ток входит в катушку с правого конца (который подключен к правому выводу микроамперметра), протекает по виткам и выходит с левого конца (подключенного к левому выводу микроамперметра). Далее ток проходит через микроамперметр от левого вывода к правому. Таким образом, через микроамперметр ток течет слева направо, что и соответствует направлению отклонения стрелки, показанному на рисунке.

Ответ: Индукционный ток в передней (видимой) части катушки направлен справа налево, а в микроамперметре ток течет слева направо.