Номер 3.85, страница 66 - гдз по физике 11 класс сборник задач Заболотский, Комиссаров

Основы электродинамики. Глава 3. Электромагнетизм. Электромагнитная индукция - номер 3.85, страница 66.

Условие.

3.85. На вертикальном сердечнике электромагнита лежит монета. Что произойдёт, если включить ток в катушке электромагнита?

Решение.

3.85. Когда в катушке электромагнита включают ток, он нарастает от нуля до своего рабочего значения. Это создает в сердечнике и вокруг него быстро изменяющееся во времени магнитное поле. Переменный магнитный поток $ \Phi $ этого поля пронизывает монету, которая лежит на сердечнике.

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, в любом замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока через него возникает электродвижущая сила (ЭДС) индукции: $ \mathcal{E}_{i} = - \frac{d\Phi}{dt} $. Поскольку монета является проводником, в ней под действием этой ЭДС возникают индукционные вихревые токи (токи Фуко).

В соответствии с правилом Ленца (знак "минус" в формуле), индукционный ток имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле препятствует причине, его вызвавшей. В данном случае, так как магнитный поток электромагнита нарастает, индукционный ток в монете создаст собственное магнитное поле, направленное противоположно полю электромагнита. В результате, обращенные друг к другу полюса монеты и сердечника электромагнита оказываются одноименными (например, северный к северному).

Между одноименными магнитными полюсами возникает сила отталкивания. Если эта электромагнитная сила отталкивания окажется больше силы тяжести монеты, то монета подпрыгнет вверх.

Ответ: Монета подпрыгнет.