Номер 60.2, страница 132 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Ханнанова

Электромагнитные явления - номер 60.2, страница 132.

Условие.

Задание 60.2. Рядом с металлическим кольцом расположен полосовой магнит (рис. а). Его магнитное поле пронизывает кольцо. При приближении магнита к кольцу количество линий магнитной индукции, проходящих через кольцо, а значит магнитный поток, увеличивается, поэтому в нём возникает индукционный ток. Индукционный ток порождает индукционное магнитное поле, которое направлено, согласно правилу Ленца, так, чтобы препятствовать увеличению магнитного потока через кольцо.

Выполните задания.

а) По правилу правой руки определите на рисунке а направление индукционного тока в металлическом кольце, к которому приближается полосовой магнит, и покажите это направление на рисунке стрелкой.

б) На рисунках б–г укажите:

1) направление внешнего магнитного поля $\vec{B_M}$ в центре кольца;

2) направление вектора индукционного магнитного поля $\vec{B_{инд}}$ в центре кольца;

3) направление индукционного тока $I_{инд}$ в кольце.

Решение.

а)

Полосовой магнит приближается к металлическому кольцу северным полюсом (N). Линии вектора магнитной индукции $\vec{B}_м$ внешнего магнитного поля выходят из северного полюса, следовательно, магнитный поток, пронизывающий кольцо, направлен вниз. Поскольку магнит приближается, этот магнитный поток увеличивается.

Согласно правилу Ленца, возникающий в кольце индукционный ток создаст собственное магнитное поле, вектор индукции которого $\vec{B}_{инд}$ будет препятствовать увеличению внешнего магнитного потока. Для этого вектор $\vec{B}_{инд}$ должен быть направлен в противоположную сторону, то есть вверх.

Применяя правило правой руки, определим направление индукционного тока $I_{инд}$. Если большой палец правой руки направить по направлению вектора $\vec{B}_{инд}$ (вверх), то четыре согнутых пальца укажут направление тока в кольце. Это направление — против часовой стрелки, если смотреть на кольцо сверху.

Ответ: Направление индукционного тока в кольце — против часовой стрелки, если смотреть сверху.

б)

В данном случае полосовой магнит удаляется от кольца своим северным полюсом (N).

1) Направление внешнего магнитного поля $\vec{B}_м$ в центре кольца создается северным полюсом магнита и направлено от него, то есть вниз.

2) Так как магнит удаляется, магнитный поток, направленный вниз, уменьшается. Согласно правилу Ленца, индукционное поле $\vec{B}_{инд}$ будет направлено так, чтобы скомпенсировать это уменьшение, то есть в ту же сторону, что и внешнее поле — вниз.

3) По правилу правой руки, для создания магнитного поля $\vec{B}_{инд}$, направленного вниз, индукционный ток $I_{инд}$ в кольце должен течь по часовой стрелке, если смотреть сверху.

Ответ: 1) Вектор $\vec{B}_м$ направлен вниз. 2) Вектор $\vec{B}_{инд}$ направлен вниз. 3) Индукционный ток $I_{инд}$ направлен по часовой стрелке (если смотреть сверху).

в)

В данном случае полосовой магнит приближается к кольцу своим южным полюсом (S).

1) Линии вектора магнитной индукции $\vec{B}_м$ входят в южный полюс, поэтому внешнее магнитное поле в центре кольца направлено к магниту, то есть вверх.

2) Так как магнит приближается, магнитный поток, направленный вверх, увеличивается. Согласно правилу Ленца, индукционное поле $\vec{B}_{инд}$ будет направлено так, чтобы воспрепятствовать этому увеличению, то есть в противоположную сторону — вниз.

3) По правилу правой руки, для создания магнитного поля $\vec{B}_{инд}$, направленного вниз, индукционный ток $I_{инд}$ в кольце должен течь по часовой стрелке, если смотреть сверху.

Ответ: 1) Вектор $\vec{B}_м$ направлен вверх. 2) Вектор $\vec{B}_{инд}$ направлен вниз. 3) Индукционный ток $I_{инд}$ направлен по часовой стрелке (если смотреть сверху).

г)

В данном случае полосовой магнит движется горизонтально вправо, северным полюсом (N) вперед, мимо вертикально расположенного кольца.

1) Линии вектора магнитной индукции $\vec{B}_м$ выходят из северного полюса, поэтому в области, где находится кольцо, внешнее магнитное поле направлено преимущественно вправо.

2) Так как магнит приближается к кольцу, магнитный поток, направленный вправо через плоскость кольца, увеличивается. Согласно правилу Ленца, индукционное поле $\vec{B}_{инд}$ будет направлено так, чтобы противодействовать этому увеличению, то есть влево.

3) По правилу правой руки, для создания магнитного поля $\vec{B}_{инд}$, направленного влево, индукционный ток $I_{инд}$ в верхней части кольца должен быть направлен к наблюдателю (из плоскости рисунка), а в нижней части — от наблюдателя (в плоскость рисунка).

Ответ: 1) Вектор $\vec{B}_м$ направлен вправо. 2) Вектор $\vec{B}_{инд}$ направлен влево. 3) Индукционный ток $I_{инд}$ в верхней части кольца направлен на наблюдателя, а в нижней — от наблюдателя.