Номер 50.4, страница 180 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 50. Электрическая цепь. Глава 7. Электрические явления - номер 50.4, страница 180.

50.4 [1245] Укажите направление тока в проводах, подведённых к лампе, в установке, изображённой на рисунке VII-28.

Для определения направления тока в цепи воспользуемся законом электромагнитной индукции Фарадея и правилом Ленца. Поскольку точная схема установки (рисунок VII-28) не предоставлена, рассмотрим стандартный случай: к катушке, замкнутой на лампу, приближают постоянный магнит.

Решение

Примем, что к правому торцу катушки приближают постоянный магнит своим северным полюсом (N). Обмотка катушки выполнена таким образом, что витки на передней, видимой нам, стороне направлены сверху вниз.

1. Когда северный полюс (N) магнита приближается к катушке, магнитный поток, создаваемый полем магнита, пронизывающий витки катушки, увеличивается. Векторы магнитной индукции $ \vec{B} $ выходят из северного полюса, следовательно, внутри катушки внешнее магнитное поле направлено влево, и его поток возрастает.

2. Согласно правилу Ленца, индукционный ток, возникающий в катушке, создает собственное магнитное поле $ \vec{B}_{инд} $, которое препятствует нарастанию внешнего потока. Для этого вектор $ \vec{B}_{инд} $ должен быть направлен в сторону, противоположную вектору $ \vec{B} $, то есть вправо.

3. Магнитное поле, созданное индукционным током, направлено вправо. Это означает, что правый торец катушки становится северным полюсом (N), а левый — южным (S). Таким образом, катушка отталкивается от приближающегося магнита, противодействуя причине возникновения тока.

4. Чтобы определить направление тока в витках катушки, воспользуемся правилом правой руки для соленоида. Если направить большой палец правой руки по направлению индукционного поля $ \vec{B}_{инд} $ (вправо), то согнутые четыре пальца покажут направление индукционного тока в витках. Для нашей катушки это означает, что в передней (видимой) части витков ток течет вниз, а в задней — вверх.

5. Катушка является источником ЭДС для лампы. Ток в витках течет вниз, значит, он входит в обмотку через верхний вывод и выходит из нее через нижний. Во внешней цепи (провода и лампа) ток течет от положительного полюса к отрицательному. Полюсом, из которого ток вытекает во внешнюю цепь, является положительный (в нашем случае — нижний вывод). Полюсом, в который ток втекает, является отрицательный (верхний вывод). Следовательно, в проводах, соединяющих катушку и лампу, ток течет от нижнего провода через лампу к верхнему проводу.

Ответ: При приближении к катушке северного полюса магнита ток в нижнем проводе течет по направлению к лампе, а в верхнем проводе — от лампы. При изменении условий (например, приближение южным полюсом или удаление северного полюса) направление тока изменится на противоположное.