Номер 2, страница 172, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

2. Одинаковую ли работу нужно совершить для того, чтобы вставить магнит в катушку в случаях, когда ее обмотка: 1) замкнута; 2) разомкнута?

(Ответ: совершаемая работа больше в первом случае)

Для ответа на вопрос необходимо проанализировать, какие силы действуют на магнит в каждом из двух случаев. Работа совершается против этих сил.

1) замкнута

Когда мы вставляем магнит в катушку, изменяется магнитный поток, пронизывающий витки катушки. Согласно закону электромагнитной индукции, это изменение потока создает в катушке индукционную ЭДС. Так как обмотка замкнута, по ней начинает течь индукционный ток. В соответствии с правилом Ленца, магнитное поле этого тока будет направлено так, чтобы противодействовать движению магнита. То есть, катушка будет отталкивать магнит. Для того чтобы преодолеть эту силу отталкивания и вставить магнит, необходимо совершить механическую работу. Эта работа, по закону сохранения энергии, будет превращаться в тепло, выделяющееся в обмотке катушки (согласно закону Джоуля-Ленца, $Q = I^2Rt$).

2) разомкнута

В случае, когда обмотка катушки разомкнута, при движении магнита в ней так же возникает индукционная ЭДС. Однако, поскольку электрическая цепь не замкнута, индукционный ток в обмотке течь не может (или он пренебрежимо мал). Следовательно, не возникает и магнитного поля, которое бы противодействовало движению магнита. Таким образом, сила электромагнитного отталкивания отсутствует. Работа, которую нужно совершить, будет затрачиваться только на преодоление незначительных сил (например, трения о воздух), и она будет гораздо меньше, чем в первом случае.

Таким образом, в первом случае необходимо совершить дополнительную работу против сил электромагнитного отталкивания, которых нет во втором случае.

Ответ: совершаемая работа больше в первом случае, когда обмотка катушки замкнута.