Номер 677, страница 103 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Электромагнитное поле. Магнитный поток. Явление электромагнитной индукции. Правило Ленца. Самоиндукция - номер 677, страница 103.

Условие.

677. Определите направление тока в контуре $A$, если замкнуть цепь в контуре $B$ (рис. 153); разомкнуть цепь в контуре $B$. Объясните явление.

Рис. 153

Решение.

Решение

В основе данного явления лежит электромагнитная индукция. Изменение тока в проводящем контуре B приводит к изменению создаваемого им магнитного поля. В свою очередь, это вызывает изменение магнитного потока, пронизывающего контур A. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, это изменение магнитного потока $\Phi$ индуцирует в контуре A электродвижущую силу (ЭДС), $\mathcal{E}_{i} = -\frac{d\Phi}{dt}$, которая создает индукционный ток. Направление этого тока определяется правилом Ленца: индукционный ток имеет такое направление, что создаваемое им магнитное поле противодействует изменению магнитного потока, которое и вызвало этот ток.

При замыкании цепи в контуре B:

Когда ключ в контуре B замыкают, в нем начинает течь ток от положительного полюса источника к отрицательному, то есть против часовой стрелки. По правилу правой руки (правилу буравчика), этот ток создает магнитное поле, вектор индукции которого внутри контура направлен перпендикулярно плоскости рисунка на нас. В момент замыкания ток нарастает от нуля, из-за чего увеличивается и пронизывающий контур А магнитный поток, направленный на нас. Согласно правилу Ленца, индукционный ток в контуре A создаст собственное магнитное поле, которое будет препятствовать этому увеличению, а значит, будет направлено в противоположную сторону — от нас, в плоскость рисунка. Для создания такого поля ток в контуре A, по правилу правой руки, должен быть направлен по часовой стрелке.

Ответ: при замыкании цепи в контуре B ток в контуре A будет направлен по часовой стрелке.

При размыкании цепи в контуре B:

Когда ключ в контуре B размыкают, установившийся ток, который тек против часовой стрелки, начинает ослабевать до нуля. Соответственно, созданный им магнитный поток, пронизывающий контур A и направленный на нас, уменьшается. По правилу Ленца, возникший в контуре A индукционный ток будет стремиться скомпенсировать это уменьшение, создавая собственное магнитное поле, сонаправленное с исходным, — то есть направленное на нас из плоскости рисунка. Для создания такого поля, согласно правилу правой руки, ток в контуре A должен быть направлен против часовой стрелки.

Ответ: при размыкании цепи в контуре B ток в контуре A будет направлен против часовой стрелки.