Номер 61.9, страница 217 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

Глава 8. Магнитные и электромагнитные явления. Параграф 61. Электромагнитная индукция - номер 61.9, страница 217.

Условие.

61.9 [н] Меняется ли направление вектора индукции магнитного поля контура А при замыкании и размыкании ключа K (см. рис. VIII-26)? Что при этом происходит с магнитным потоком, пронизывающим контур B? Перенесите рисунок в тетрадь и обозначьте направление индукционного тока в ближайшей к нам стороне контура B:

в момент замыкания ключа;

в момент размыкания ключа?

Решение.

Решение 4.

Решение 7.

Меняется ли направление вектора индукции магнитного поля контура А при замыкании и размыкании ключа К?
Направление тока в контуре А определяется полярностью источника тока и не меняется при замыкании или размыкании ключа. Согласно правилу правой руки (правилу буравчика), направление вектора магнитной индукции $\vec{B_A}$, создаваемого током, зависит от направления самого тока. Поскольку направление тока в контуре А не изменяется, то и направление вектора магнитной индукции его поля остается постоянным. При замыкании и размыкании ключа меняется только величина (модуль) этого вектора: он возрастает от нуля до некоторого значения при замыкании и убывает до нуля при размыкании.

Ответ: нет, направление вектора индукции магнитного поля контура А не меняется.

Что при этом происходит с магнитным потоком, пронизывающим контур В?
Магнитный поток $\Phi_B$, пронизывающий контур B, создается магнитным полем контура А. Величина магнитного потока прямо пропорциональна величине магнитной индукции $B_A$.
При замыкании ключа ток в контуре А нарастает, что приводит к увеличению магнитной индукции $B_A$. Следовательно, магнитный поток $\Phi_B$ через контур B возрастает.
При размыкании ключа ток в контуре А спадает до нуля, что приводит к уменьшению магнитной индукции $B_A$. Следовательно, магнитный поток $\Phi_B$ через контур B убывает.

Ответ: при замыкании ключа магнитный поток, пронизывающий контур B, возрастает; при размыкании ключа — убывает.

Направление индукционного тока в ближайшей к нам стороне контура B

Направление индукционного тока определяется по правилу Ленца: индукционный ток имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует изменению магнитного потока, вызвавшего этот ток. Для определения конкретного направления тока необходимо знать, как намотаны катушки и как подключен источник. Предположим, что обе катушки (контуры А и В) намотаны в одну сторону и расположены на одной оси, а в контуре А ток в ближайшей к нам стороне течет вниз (что соответствует стандартному подключению к источнику, где "+" вверху, а "-" внизу).

По правилу правой руки для соленоида, если ток в его передних витках течет вниз, то вектор магнитной индукции $\vec{B_A}$ внутри катушки А направлен влево. Этот же поток пронизывает и катушку B.

• в момент замыкания ключа:
  Магнитный поток $\Phi_B$ через контур B, направленный влево, возрастает. Согласно правилу Ленца, возникающий в контуре B индукционный ток создаст собственное магнитное поле $\vec{B_{ind}}$, направленное в противоположную сторону, то есть вправо. Чтобы создать поле, направленное вправо, ток в ближайшей к нам стороне контура B должен течь вверх.
• в момент размыкания ключа:
  Магнитный поток $\Phi_B$ через контур B, направленный влево, убывает. Согласно правилу Ленца, индукционный ток в контуре B создаст магнитное поле $\vec{B_{ind}}$, которое будет стремиться поддержать убывающий поток, то есть будет сонаправлено с ним — влево. Чтобы создать поле, направленное влево, ток в ближайшей к нам стороне контура B должен течь вниз.

Ответ: при сделанном предположении о намотке катушек (ток в ближней стороне катушки А течет вниз), в момент замыкания ключа индукционный ток в ближайшей к нам стороне контура B направлен вверх; в момент размыкания ключа — вниз.