Номер 2, страница 39 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

2. Магнит выводят из кольца, и в нём возникает индукционный ток, направление которого показано на рисунке. Какой полюс магнита ближе к кольцу?

1) северный

2) южный

3) отрицательный

4) положительный

Решение

Для определения полюса магнита, находящегося ближе к кольцу, воспользуемся правилом Ленца и правилом правой руки.

1. Определим направление магнитного поля, создаваемого индукционным током в кольце. На рисунке показано направление индукционного тока. Если смотреть на кольцо со стороны магнита (справа), то ток в верхней части кольца течет влево. Это соответствует направлению тока против часовой стрелки. Согласно правилу правой руки для витка с током, если обхватить кольцо ладонью правой руки так, чтобы четыре пальца были направлены по току, то отставленный большой палец укажет направление вектора магнитной индукции $ \vec{B}_{ind} $ внутри кольца. В данном случае большой палец будет указывать влево. Это означает, что индукционный ток создает собственное магнитное поле, направленное влево. Таким образом, у кольца со стороны, обращенной от магнита (левая сторона), образуется северный полюс (N), а со стороны, обращенной к магниту (правая сторона), — южный полюс (S).

2. Применим правило Ленца. Согласно правилу Ленца, возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует изменению внешнего магнитного потока, которое этот ток вызвало. В задаче магнит выводят из кольца, то есть удаляют его. Это приводит к уменьшению магнитного потока, создаваемого постоянным магнитом через кольцо.

Чтобы противодействовать уменьшению внешнего магнитного потока, магнитное поле индукционного тока ($ \vec{B}_{ind} $) должно быть направлено в ту же сторону, что и магнитное поле постоянного магнита ($ \vec{B}_{ext} $). Как мы определили в пункте 1, вектор $ \vec{B}_{ind} $ направлен влево. Следовательно, и вектор внешнего магнитного поля $ \vec{B}_{ext} $, пронизывающего кольцо, также направлен влево.

3. Определим полюс магнита. Линии магнитной индукции постоянного магнита выходят из его северного полюса (N) и входят в южный (S). Поскольку внешнее магнитное поле внутри кольца направлено влево (от магнита), это означает, что у магнита слева, то есть ближе к кольцу, находится северный полюс.

Другими словами, так как магнит удаляется от кольца, кольцо будет стремиться его притянуть (согласно правилу Ленца). Притяжение возникает между разноименными полюсами. В пункте 1 мы установили, что обращенная к магниту сторона кольца является южным полюсом (S). Чтобы кольцо притягивало магнит, к этому южному полюсу должен быть обращен северный полюс (N) магнита.

Ответ: Ближе к кольцу находится северный полюс.