Номер 6, страница 155 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Громцева

11.13. Правило Ленца. 11. Электромагнетизм - номер 6, страница 155.

Решение.

Решение 2.

Решение

Для определения направления индукционного тока в катушке, соединенной с микроамперметром, необходимо последовательно выполнить следующие шаги, используя правило правой руки и правило Ленца.

1. Определение направления магнитного поля электромагнита.

Верхняя катушка подключена к источнику постоянного тока. Условное обозначение источника показывает, что его длинная клемма является положительной, а короткая — отрицательной. Электрический ток течет от «+» к «–». Следовательно, в витках электромагнита, которые находятся на переднем плане (видны нам), ток направлен слева направо.

Применим правило правой руки (правило буравчика) для соленоида: если обхватить катушку ладонью правой руки так, чтобы четыре пальца указывали направление тока в витках, то отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление вектора магнитной индукции $ \vec{B} $ внутри катушки. В данном случае вектор $ \vec{B} $ направлен вверх. Это означает, что нижний торец электромагнита является его южным полюсом (S), а верхний — северным (N).

2. Анализ изменения магнитного потока.

Магнитное поле $ \vec{B} $ электромагнита пронизывает нижнюю катушку, создавая в ней магнитный поток $ \Phi $, который также направлен вверх. По условию, электромагнит удаляют от катушки (двигают вверх). При увеличении расстояния между катушками магнитное поле электромагнита в месте расположения нижней катушки ослабевает. Следовательно, магнитный поток $ \Phi $, пронизывающий нижнюю катушку, уменьшается.

3. Определение направления индукционного тока по правилу Ленца.

Согласно правилу Ленца, индукционный ток, возникающий в замкнутом контуре, своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которым он был вызван.

Поскольку направленный вверх магнитный поток уменьшается, индукционный ток должен создать собственное магнитное поле $ \vec{B}_{инд} $, которое будет стремиться скомпенсировать это уменьшение. Для этого поле $ \vec{B}_{инд} $ должно быть сонаправлено с внешним полем $ \vec{B} $, то есть направлено вверх.

4. Определение направления тока в нижней катушке.

Зная направление индуцированного магнитного поля $ \vec{B}_{инд} $ (вверх), снова используем правило правой руки. Располагаем большой палец правой руки по направлению вектора $ \vec{B}_{инд} $. Тогда согнутые пальцы укажут направление индукционного тока $ I_{инд} $ в витках катушки. На видимой нам, передней части витков, ток будет течь справа налево. Далее ток пойдет через микроамперметр от его правого зажима к левому, что вызовет отклонение стрелки, показанное на рисунке.

Ответ: В витках катушки, обращенных к наблюдателю, индукционный ток направлен справа налево. В цепи микроамперметра ток течет в направлении, указанном стрелкой прибора.