Номер 1, страница 34 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

1. В металлическое кольцо в течение первых двух секунд вдвигают магнит, в течение следующих двух секунд магнит оставляют неподвижным внутри кольца, в течение последующих двух секунд его вынимают из кольца. В какие промежутки времени в катушке идёт индукционный ток?

1) $0-6$ с

2) $0-2$ с и $4-6$ с

3) $2-4$ с

4) только $0-2$ с

1. Решение

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, индукционный ток в замкнутом проводящем контуре (в данном случае, в металлическом кольце) возникает тогда и только тогда, когда изменяется магнитный поток $ \Phi $, пронизывающий этот контур. Электродвижущая сила (ЭДС) индукции, вызывающая ток, определяется скоростью изменения магнитного потока:

$ \mathcal{E}_i = - \frac{\Delta\Phi}{\Delta t} $

Если магнитный поток постоянен ($ \Delta\Phi = 0 $), то ЭДС индукции и, следовательно, индукционный ток равны нулю. Проанализируем каждый промежуток времени, описанный в условии задачи:

Промежуток 0–2 с: Магнит вдвигают в кольцо. Движение магнита относительно кольца вызывает изменение магнитного потока через площадь, ограниченную кольцом. Следовательно, в этот промежуток времени в кольце возникает индукционный ток.

Промежуток 2–4 с: Магнит оставляют неподвижным внутри кольца. Так как относительного движения между магнитом и кольцом нет, магнитный поток через кольцо не изменяется ($ \Delta\Phi = 0 $). В этом случае индукционный ток не возникает.

Промежуток 4–6 с: Магнит вынимают из кольца. Это движение снова приводит к изменению магнитного потока через кольцо. Следовательно, в этот промежуток времени в кольце также возникает индукционный ток.

Таким образом, индукционный ток в катушке (кольце) идёт в те промежутки времени, когда магнит движется относительно неё, то есть с 0 до 2 секунд и с 4 до 6 секунд. Это соответствует варианту ответа 2.

Ответ: 2) 0—2 с и 4—6 с