Номер 19, страница 33 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тренировочные задания. Электрические явления. ТЗ-14. Электромагнитные явления - номер 19, страница 33.

Условие.

19. К сплошному алюминиевому кольцу, подвешенному на шёлковой нити, подносят с постоянной скоростью полосовой магнит (рис. 37). Что будет происходить с кольцом в это время?

Рис. 37

Решение.

Решение

Данное явление описывается законом электромагнитной индукции. Алюминиевое кольцо является проводником. Когда к нему подносят постоянный магнит, магнитный поток, пронизывающий плоскость кольца, изменяется. В данном случае, по мере приближения магнита, магнитный поток увеличивается.

Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, изменение магнитного потока $ \Phi_B $ со временем $ t $ создает в проводящем контуре (кольце) электродвижущую силу (ЭДС) индукции $ \mathcal{E} $: $ \mathcal{E} = - \frac{d\Phi_B}{dt} $. Так как кольцо замкнуто, под действием этой ЭДС в нем возникает индукционный электрический ток.

Направление возникшего индукционного тока определяется правилом Ленца. Оно гласит, что индукционный ток всегда направлен так, чтобы своим магнитным полем противодействовать изменению магнитного потока, которое его вызвало.

В нашей задаче к кольцу приближается северный полюс (N) магнита. Вектор магнитной индукции $ \vec{B} $ направлен от северного полюса, следовательно, магнитный поток через кольцо, направленный от наблюдателя (если смотреть со стороны магнита), увеличивается. Чтобы скомпенсировать это увеличение, индукционный ток в кольце должен создать собственное магнитное поле, направленное в противоположную сторону, то есть навстречу приближающемуся магниту.

Такое магнитное поле создается током, если сторона кольца, обращенная к магниту, сама становится северным полюсом. В результате взаимодействия двух одноименных полюсов — северного полюса магнита и индуцированного северного полюса на кольце — возникает сила отталкивания.

Поскольку кольцо подвешено на нити и может свободно перемещаться, под действием этой силы отталкивания оно начнет двигаться в ту же сторону, куда движется магнит, то есть будет от него отталкиваться.

Ответ: Кольцо будет отталкиваться от магнита и придет в движение в том же направлении, в котором движется магнит.