Задача 22.5, страница 97 - гдз по физике 8 класс учебник Кабардин

Задача 22.5. На рисунке 22.12 показано расположение двух катушек на общем стальном сердечнике. При подключении правой катушки к источнику тока в ней возникает электрический ток, направление тока указано на катушке синей стрелкой. Возникнет ли индукционный ток в левой катушке, концы которой соединены проводом? Если индукционный ток возникнет, каким будет направление тока в ней?

Рис. 22.12

Решение:

Да, индукционный ток в левой катушке возникнет. Это произойдет в момент подключения правой катушки к источнику тока, так как именно в этот момент будет меняться магнитный поток.

1. При подключении правой катушки к источнику в ней возникает электрический ток. В момент подключения сила тока нарастает от нуля до некоторого значения. Нарастающий ток создает вокруг себя переменное (увеличивающееся) магнитное поле.

2. Общий стальной сердечник концентрирует и направляет магнитное поле от правой катушки через левую катушку. Таким образом, через витки левой катушки проходит изменяющийся (увеличивающийся) магнитный поток.

3. Согласно явлению электромагнитной индукции, изменение магнитного потока через замкнутый контур (левая катушка, концы которой соединены проводом) приводит к возникновению в этом контуре индукционной ЭДС и индукционного тока.

4. Направление индукционного тока определяется по правилу Ленца. Индукционный ток создает собственное магнитное поле, которое противодействует изменению внешнего магнитного потока, вызвавшего этот ток.

- Шаг А: Определим направление поля правой катушки. Направление тока в правой катушке на передней стороне витков показано синей стрелкой — снизу вверх. По правилу правой руки (если обхватить катушку ладонью правой руки так, чтобы четыре пальца были направлены по току в витках, то отставленный большой палец покажет направление магнитного поля внутри катушки) определяем, что магнитное поле, создаваемое правой катушкой, направлено внутри сердечника справа налево.

- Шаг Б: Определим направление поля левой катушки. В момент подключения ток в правой катушке нарастает, следовательно, магнитный поток, направленный влево, увеличивается. По правилу Ленца, левая катушка создаст собственное магнитное поле, которое будет препятствовать этому увеличению, то есть оно будет направлено в противоположную сторону — слева направо.

- Шаг В: Определим направление тока в левой катушке. Зная направление индуцированного магнитного поля в левой катушке (слева направо), снова применяем правило правой руки, но в обратном порядке. Направляем большой палец правой руки вправо (по направлению поля). Четыре согнутых пальца укажут направление индукционного тока в витках. На передней, видимой нам, стороне левой катушки ток будет направлен сверху вниз.

Ответ: Да, индукционный ток в левой катушке возникнет. Он возникнет в момент подключения (и отключения) правой катушки, когда изменяется магнитный поток. Направление индукционного тока в витках на передней стороне левой катушки будет сверху вниз.