Номер 5, страница 154 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Громцева

11. Электромагнетизм. 11.13. Правило Ленца - номер 5, страница 154.

Решение.

Решение 2.

Решение

Для определения направления индукционного тока в катушке воспользуемся правилом Ленца. Алгоритм решения следующий:

1. Определим направление магнитного поля $\vec{B}$, создаваемого электромагнитом (верхняя катушка). Источник тока имеет положительный полюс (длинная черта) справа и отрицательный полюс (короткая черта) слева. Электрический ток в цепи течет от «+» к «-». Следовательно, в витках электромагнита, которые мы видим спереди, ток направлен справа налево. По правилу правой руки для соленоида (если обхватить катушку ладонью правой руки, направив четыре пальца по току в витках, то отставленный большой палец покажет направление магнитного поля внутри катушки), находим, что вектор магнитной индукции $\vec{B}$ электромагнита направлен вниз. Это значит, что нижний торец электромагнита является его северным полюсом (N).

2. Проанализируем изменение магнитного потока через нижнюю катушку. Электромагнит приближается к катушке, двигаясь вниз. Так как магнитное поле $\vec{B}$ направлено вниз, то и магнитный поток $\Phi$ через нижнюю катушку направлен вниз. При приближении электромагнита величина этого потока увеличивается.

3. Применим правило Ленца. Согласно этому правилу, индукционный ток, возникающий в замкнутом контуре, создает собственное магнитное поле $\vec{B}_{ind}$, которое противодействует изменению внешнего магнитного потока. Поскольку внешний магнитный поток, направленный вниз, увеличивается, индуцированное поле $\vec{B}_{ind}$ должно быть направлено в противоположную сторону, то есть вверх.

4. Определим направление индукционного тока в нижней катушке. Зная, что индуцированное поле $\vec{B}_{ind}$ направлено вверх, снова используем правило правой руки. Направим большой палец правой руки вверх (по направлению $\vec{B}_{ind}$). Тогда согнутые четыре пальца покажут направление индукционного тока в витках катушки. Для витков, находящихся на передней стороне катушки, ток будет направлен справа налево. Этот ток потечет через микроамперметр.

Ответ: индукционный ток в передней части витков катушки направлен справа налево.