Дано:
- кольцо, находящееся в магнитном поле
- полосовой магнит с северным и южным полюсами
Найти:
- направление индукционного тока и поведение кольца в различных ситуациях.
Решение:
1. В соответствии с законом Фарадея о электромагнитной индукции, индукционный ток возникает в результате изменения магнитного потока через контур.
2. Определим направление индукционного тока по правилу Ленца: индукционный ток будет течь в таком направлении, чтобы его магнитное поле противодействовало изменению магнитного потока.
а) Вдвигаем полосовой магнит северным полюсом вперёд:
- Магнитный поток через кольцо увеличивается.
- Индукционный ток направлен так, чтобы создать магнитное поле, противоположное увеличению потока.
- Направление тока будет против часовой стрелки, если смотреть на кольцо сбоку, с северным полюсом.
б) Выдвигаем северный полюс полосового магнита из кольца:
- Магнитный поток через кольцо уменьшается.
- Индукционный ток будет направлен так, чтобы создать магнитное поле, которое будет поддерживать магнитный поток.
- Направление тока будет по часовой стрелке.
в) Вдвигаем полосовой магнит южным полюсом вперёд:
- Магнитный поток через кольцо увеличивается.
- Индукционный ток будет направлен так, чтобы противодействовать увеличению потока.
- Направление тока будет по часовой стрелке.
г) Выдвигаем южный полюс полосового магнита из кольца:
- Магнитный поток через кольцо уменьшается.
- Индукционный ток будет направлен так, чтобы поддерживать поток.
- Направление тока будет против часовой стрелки.
Что произойдёт при внесении магнита, если кольцо сделано из диэлектрика:
- В кольце из диэлектрика не будет протекать индукционный ток, так как диэлектрики не проводят электрический ток. Однако будет происходить изменение магнитного поля вокруг кольца, что может вызвать поляризацию в материале, но никакого индукционного тока не возникнет.
Ответ:
- а) ток против часовой стрелки;
- б) ток по часовой стрелке;
- в) ток по часовой стрелке;
- г) ток против часовой стрелки;
- в диэлектрике индукционного тока не будет.