Номер 3.82, страница 65 - гдз по физике 11 класс сборник задач Заболотский, Комиссаров

Основы электродинамики. Глава 3. Электромагнетизм. Электромагнитная индукция - номер 3.82, страница 65.

Условие.

3.82. Коромысло с алюминиевыми кольцами, одно из которых сплошное, а другое разрезанное, может свободно вращаться вокруг вертикальной опоры. Северный полюс магнита находится вблизи сплошного алюминиевого кольца (рис. 3.35). Что произойдёт, если магнит:

а) вносить в сплошное кольцо северным полюсом;

б) вносить в сплошное кольцо южным полюсом;

в) вынимать из сплошного кольца;

г) вносить в разрезанное кольцо северным полюсом?

Рис. 3.35

Решение.

а) вносить в сплошное кольцо северным полюсом;

При внесении магнита северным полюсом в сплошное алюминиевое кольцо, магнитный поток, пронизывающий кольцо, увеличивается. Согласно правилу Ленца, в кольце возникает индукционный ток такого направления, что его магнитное поле будет препятствовать нарастанию внешнего магнитного потока. Для этого со стороны приближающегося магнита у кольца образуется такой же полюс — северный. Одноименные полюса отталкиваются, поэтому кольцо будет отталкиваться от магнита.

Ответ: Сплошное кольцо оттолкнется от магнита, и коромысло повернется.

б) вносить в сплошное кольцо южным полюсом;

При внесении магнита южным полюсом в сплошное кольцо, магнитный поток через него также увеличивается. Индукционный ток, возникающий в кольце, создаст магнитное поле, которое будет препятствовать этому увеличению. Со стороны магнита у кольца образуется южный полюс. Одноименные полюса отталкиваются.

Ответ: Сплошное кольцо оттолкнется от магнита, и коромысло повернется.

в) вынимать из сплошного кольца;

При вынимании магнита (например, северного полюса) из сплошного кольца, магнитный поток через него уменьшается. Согласно правилу Ленца, индукционный ток в кольце создаст магнитное поле, направленное на поддержание убывающего потока. Это означает, что со стороны удаляющегося северного полюса магнита у кольца образуется противоположный полюс — южный. Разноименные полюса притягиваются.

Ответ: Сплошное кольцо будет притягиваться к магниту, и коромысло повернется вслед за ним.

г) вносить в разрезное кольцо северным полюсом?

При внесении магнита в разрезное кольцо, изменение магнитного потока также создает электродвижущую силу (ЭДС) индукции. Однако из-за разреза кольцо представляет собой незамкнутую цепь, и индукционный ток в нем возникнуть не может (или он будет пренебрежимо мал). Без индукционного тока не создается собственное магнитное поле кольца, способное взаимодействовать с магнитом.

Ответ: Ничего не произойдет, так как в разрезанном кольце не может возникнуть замкнутый индукционный ток.