Номер 3.86, страница 66 - гдз по физике 11 класс сборник задач Заболотский, Комиссаров

Основы электродинамики. Глава 3. Электромагнетизм. Электромагнитная индукция - номер 3.86, страница 66.

Условие.

3.86. Металлическое кольцо помещено в однородное магнитное поле (рис. 3.37). Как направлен индукционный ток в кольце, если индукция магнитного поля:

а) увеличивается;

б) уменьшается;

в) изменяется периодически?

Рис. 3.37

Решение.

Решение

Направление индукционного тока в кольце определяется правилом Ленца. Согласно этому правилу, индукционный ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре, имеет такое направление, что создаваемое им собственное магнитное поле противодействует изменению внешнего магнитного потока, которым этот ток вызван. На рисунке вектор магнитной индукции $\vec{B}$ внешнего поля направлен перпендикулярно плоскости кольца, от наблюдателя (за плоскость чертежа).

а) увеличивается

Если индукция внешнего магнитного поля $\vec{B}$ увеличивается, то магнитный поток через кольцо, направленный от нас, также возрастает. Чтобы противодействовать этому увеличению, индукционный ток должен создать собственное магнитное поле $\vec{B}_{инд}$, направленное в противоположную сторону, то есть к нам (из плоскости чертежа). Согласно правилу правой руки, для создания такого поля индукционный ток в кольце должен быть направлен против часовой стрелки.

Ответ: индукционный ток направлен против часовой стрелки.

б) уменьшается

Если индукция внешнего магнитного поля $\vec{B}$ уменьшается, то магнитный поток через кольцо, направленный от нас, убывает. Чтобы противодействовать этому уменьшению, индукционный ток должен создать собственное магнитное поле $\vec{B}_{инд}$, которое будет поддерживать ослабевающий поток. Следовательно, поле $\vec{B}_{инд}$ должно быть сонаправлено с внешним полем, то есть направлено от нас (за плоскость чертежа). Согласно правилу правой руки, для создания такого поля индукционный ток в кольце должен быть направлен по часовой стрелке.

Ответ: индукционный ток направлен по часовой стрелке.

в) изменяется периодически

Если индукция магнитного поля изменяется периодически, то магнитный поток через кольцо будет то возрастать, то убывать. В те промежутки времени, когда поток, направленный от нас, увеличивается, ток будет течь против часовой стрелки (как в пункте а). В те промежутки, когда этот поток уменьшается, ток будет течь по часовой стрелке (как в пункте б). Таким образом, направление индукционного тока в кольце будет периодически меняться на противоположное. В кольце возникнет переменный ток.

Ответ: в кольце возникнет переменный индукционный ток, который будет периодически менять свое направление.