Номер 10, страница 61 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тесты для самоконтроля. ТС-9. Электромагнитные явления. Вариант 2 - номер 10, страница 61.

Условие.

10. Вблизи сплошного алюминиевого кольца, подвешенного на шёлковой нити, находится полосовой магнит (рис. 89). Магнит начинают удалять от кольца с постоянной скоростью. Что будет происходить с кольцом в это время?

А. Кольцо останется в покое.

Б. Кольцо будет притягиваться к магниту.

В. Кольцо будет отталкиваться от магнита.

Рис. 89

Решение.

Решение

Это явление объясняется законом электромагнитной индукции и правилом Ленца.

1. Когда полосовой магнит удаляется от сплошного алюминиевого кольца, магнитный поток $ \Phi $, пронизывающий площадь кольца, изменяется (уменьшается).

2. Согласно закону Фарадея, изменение магнитного потока приводит к возникновению электродвижущей силы (ЭДС) индукции в кольце. Поскольку кольцо замкнутое и сделано из проводника (алюминия), по нему начинает течь индукционный электрический ток.

3. Направление этого тока определяется правилом Ленца, которое гласит, что индукционный ток создает собственное магнитное поле, препятствующее изменению магнитного потока, которым он был вызван.

4. В нашем случае магнитный поток, создаваемый магнитом, уменьшается, так как магнит удаляется. Чтобы воспрепятствовать этому уменьшению, магнитное поле индукционного тока будет направлено в ту же сторону, что и поле магнита.

5. К кольцу обращен южный полюс (S) магнита. Линии магнитной индукции $ \vec{B} $ входят в южный полюс, следовательно, поле магнита в области кольца направлено в сторону магнита (на рисунке — влево). Индуцированное в кольце магнитное поле также будет направлено влево.

6. По правилу правой руки (или правилу буравчика) можно определить, что для создания магнитного поля, направленного влево, сторона кольца, обращенная к магниту, станет северным полюсом (N).

7. В результате между южным полюсом (S) магнита и индуцированным северным полюсом (N) кольца возникнет сила притяжения. Кольцо будет стремиться двигаться за магнитом.

Рассмотрим предложенные варианты.

А. Кольцо останется в покое.

Это утверждение неверно. Из-за изменения магнитного потока в кольце возникает индукционный ток, который взаимодействует с магнитным полем магнита, создавая силу, действующую на кольцо.

Ответ: Неверно.

Б. Кольцо будет притягиваться к магниту.

Это утверждение верно. Как было показано выше, согласно правилу Ленца, при удалении магнита от проводящего контура возникает сила притяжения, которая стремится замедлить это удаление.

Ответ: Верно.

В. Кольцо будет отталкиваться от магнита.

Это утверждение неверно. Сила отталкивания возникла бы в случае, если бы магнит приближался к кольцу. В этом случае индукционный ток создал бы магнитное поле, направленное против поля магнита, и одноименные полюса отталкивались бы.

Ответ: Неверно.