Номер 3, страница 190 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

3. Объясните явления, происходящие при приближении магнита к сплошному кольцу (см. рис. 144); при удалении магнита (см. рис. 146).

3. Явления, происходящие при движении магнита относительно сплошного кольца, объясняются явлением электромагнитной индукции и правилом Ленца. Суть явления заключается в том, что при изменении магнитного потока через замкнутый проводящий контур в этом контуре возникает электрический ток, называемый индукционным.

При приближении магнита к сплошному кольцу (см. рис. 144)

Когда магнит приближается к кольцу, магнитный поток, пронизывающий площадь кольца, увеличивается. Согласно правилу Ленца, возникающий в кольце индукционный ток будет создавать собственное магнитное поле, которое противодействует этому увеличению. Магнитное поле индукционного тока будет направлено навстречу полю магнита. Это означает, что со стороны приближающегося магнита у кольца образуется одноименный полюс (например, если приближается северный полюс магнита N, то и у кольца со стороны магнита возникнет северный полюс N). Так как одноименные полюса отталкиваются, между магнитом и кольцом возникает сила отталкивания. Таким образом, кольцо будет отталкиваться от приближающегося магнита.

При удалении магнита от сплошного кольца (см. рис. 146)

Когда магнит удаляется от кольца, магнитный поток через него уменьшается. В этом случае индукционный ток, согласно правилу Ленца, будет создавать магнитное поле, направленное так, чтобы скомпенсировать уменьшение потока, то есть его поле будет сонаправлено с полем магнита. Это означает, что со стороны удаляющегося магнита у кольца образуется разноименный полюс (например, если удаляется северный полюс N, то у кольца со стороны магнита возникнет южный полюс S). Так как разноименные полюса притягиваются, между магнитом и кольцом возникает сила притяжения. Таким образом, кольцо будет притягиваться к удаляющемуся магниту.

Ответ: При приближении магнита к кольцу в нем возникает индукционный ток, создающий магнитное поле, которое отталкивает магнит. При удалении магнита индукционный ток создает поле, которое притягивает магнит. Эти явления являются следствием закона электромагнитной индукции и правила Ленца, которое гласит, что индукционный ток всегда препятствует причине, его вызывающей.

4. Направление индукционного тока в замкнутом проводящем контуре определяется с помощью правила Ленца и правила правой руки. Алгоритм определения следующий:

1. Определить направление вектора магнитной индукции $\vec{B}$ внешнего магнитного поля, пронизывающего контур. Вектор $\vec{B}$ у постоянного магнита направлен от северного полюса (N) к южному (S).
2. Определить, как изменяется магнитный поток $\Phi_B$ через контур: увеличивается он или уменьшается. Поток увеличивается, если магнит приближается к контуру, и уменьшается, если удаляется.
3. Применить правило Ленца, чтобы определить направление собственного (индуцированного) магнитного поля $\vec{B}_{инд}$, создаваемого индукционным током:
   • Если внешний магнитный поток увеличивается, то вектор индуцированного поля $\vec{B}_{инд}$ направлен противоположно вектору внешнего поля $\vec{B}$.
   • Если внешний магнитный поток уменьшается, то вектор индуцированного поля $\vec{B}_{инд}$ направлен в ту же сторону, что и вектор внешнего поля $\vec{B}$.
4. Используя правило правой руки (или правило буравчика), определить направление индукционного тока $I_{инд}$. Для этого нужно мысленно обхватить контур правой рукой так, чтобы отогнутый большой палец указывал направление вектора индуцированного поля $\vec{B}_{инд}$. Тогда согнутые четыре пальца укажут направление индукционного тока в контуре.

Ответ: Направление индукционного тока определяется по правилу Ленца, согласно которому индукционный ток создает магнитное поле, препятствующее изменению магнитного потока, который его породил. Для практического определения направления используется правило правой руки: сначала по правилу Ленца находят направление индуцированного магнитного поля, затем по этому направлению располагают большой палец правой руки, и согнутые пальцы укажут направление тока.