Номер 24, страница 165 - гдз по физике 8 класс учебник Кабардин

24. Что происходит при вдвигании полюса постоянного магнита в алюминиевое кольцо, закреплённое на подвижном коромысле (рис. И6)?

Рис. И6

1) кольцо отталкивается от магнита из-за возникновения в нём индукционного тока такого направления, что его магнитное поле препятствует действию, вызывающему индукционный ток

2) кольцо отталкивается от магнита из-за возникновения в нём индукционного тока такого направления, что его магнитное поле поддерживает действие, вызывающее индукционный ток

3) кольцо притягивается к магниту из-за возникновения в нём индукционного тока такого направления, что его магнитное поле препятствует действию, вызывающему индукционный ток

4) кольцо притягивается к магниту из-за возникновения в нём индукционного тока такого направления, что его магнитное поле поддерживает действие, вызывающее индукционный ток

Решение

Данное явление описывается законом электромагнитной индукции и правилом Ленца.

1. Закон Фарадея: При вдвигании постоянного магнита в алюминиевое кольцо изменяется магнитный поток, пронизывающий площадь, ограниченную кольцом. Поскольку кольцо является проводником, это изменение магнитного потока приводит к возникновению в нём индукционного электрического тока.

2. Правило Ленца: Возникающий в замкнутом контуре индукционный ток имеет такое направление, что созданное им магнитное поле противодействует изменению магнитного потока, которым этот ток был вызван.

В данном случае, когда магнит вдвигается в кольцо, магнитный поток через кольцо увеличивается. Согласно правилу Ленца, индукционный ток в кольце создаст собственное магнитное поле, которое будет направлено навстречу магнитному полю постоянного магнита, чтобы скомпенсировать его увеличение. Это означает, что сторона кольца, обращенная к приближающемуся полюсу магнита, приобретет ту же полярность. Например, если вдвигать северный полюс (N), то в кольце возникнет ток, который создаст свое магнитное поле, и сторона кольца, обращенная к магниту, тоже станет северным полюсом (N).

Взаимодействие двух одноименных магнитных полюсов (N и N, или S и S) является взаимодействием отталкивания. Так как кольцо закреплено на подвижном коромысле, оно сможет свободно двигаться под действием этой силы. Следовательно, кольцо будет отталкиваться от магнита.

Рассмотрим предложенные варианты:

1) кольцо отталкивается от магнита из-за возникновения в нём индукционного тока такого направления, что его магнитное поле препятствует действию, вызывающему индукционный ток — это утверждение полностью соответствует правилу Ленца и описывает наблюдаемое явление.

2) кольцо отталкивается ... его магнитное поле поддерживает действие... — это противоречит правилу Ленца и закону сохранения энергии.

3) кольцо притягивается ... его магнитное поле препятствует действию... — это утверждение содержит противоречие. Если поле препятствует сближению, то сила должна быть силой отталкивания, а не притяжения.

4) кольцо притягивается ... его магнитное поле поддерживает действие... — это неверно, так как кольцо отталкивается, а не притягивается.

Таким образом, верным является первое утверждение.

Ответ: 1) кольцо отталкивается от магнита из-за возникновения в нём индукционного тока такого направления, что его магнитное поле препятствует действию, вызывающему индукционный ток