Номер 3, страница 39 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

3. Вблизи северного полюса магнита падает медная рамка. При прохождении верхнего и нижнего положений рамки (см. рис.) индукционный ток в стороне AB рамки

1) равен нулю в обоих положениях

2) направлен вверх в обоих положениях

3) направлен вниз в обоих положениях

4) направлен вверх и вниз соответственно

Решение

Для определения направления индукционного тока в медной рамке воспользуемся правилом Ленца. Согласно этому правилу, индукционный ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре, имеет такое направление, что созданное им магнитное поле противодействует изменению магнитного потока, которым этот ток был вызван.

Линии магнитной индукции $\vec{B}$ выходят из северного полюса (N) магнита. Следовательно, в области, где падает рамка, магнитное поле направлено от магнита, то есть горизонтально вправо, и пронизывает плоскость рамки. Величина этого поля максимальна вблизи полюса и убывает с удалением от него.

При прохождении верхнего положения рамки

Когда рамка входит в магнитное поле, двигаясь сверху вниз, магнитный поток $\Phi$ через контур, направленный вправо, увеличивается. Чтобы скомпенсировать это увеличение, индукционный ток должен создать собственное магнитное поле $\vec{B}_{инд}$, направленное в противоположную сторону, то есть влево. По правилу правой руки (правилу буравчика), для создания магнитного поля, направленного влево внутри контура, ток в стороне AB должен течь от точки B к точке A, то есть вверх.

При прохождении нижнего положения рамки

Когда рамка выходит из магнитного поля, продолжая падать, магнитный поток $\Phi$ через контур, направленный вправо, уменьшается. Чтобы противодействовать этому уменьшению, индукционный ток должен создать собственное магнитное поле $\vec{B}_{инд}$, которое поддержит ослабевающее внешнее поле. Таким образом, поле $\vec{B}_{инд}$ будет направлено в ту же сторону, что и внешнее поле, то есть вправо. По правилу правой руки, для создания такого поля ток в стороне AB должен течь от точки A к точке B, то есть вниз.

Следовательно, при входе в поле (в верхнем положении) ток направлен вверх, а при выходе из поля (в нижнем положении) — вниз. Это соответствует варианту ответа 4.

Ответ: направлен вверх и вниз соответственно.