Задача по электродинамике №73

Медное кольцо на горизонтальном коромысле поворачивается вокруг вертикальной оси ОВ под действием движущегося магнита (см. рисунок).

Установите соответствие между направлением движения магнита, вращением коромысла с кольцом и направлением индукционного тока в кольце (1 – верхняя точка кольца; 2 – ближняя к нам точка кольца; 3 – нижняя точка кольца).

НАП РАВЛ ЕНИ Е Д ВИЖ ЕНИЯ ПО ВОРО Т КОРО МЫ СЛ А И ТОК В КО ЛЬЦ Е МА ГНИТ А А) движ ется по направлению к кольцу 1) Коромы сло с кольцом повор отталкиваясь от магнита; ток идёт по направлению 3→ 2 → 1 Б) движется по направлению от кольца 2) Коромы сло с кольцом пово притягиваясь к магниту; ток идёт по направлению от 1→ 2 → 3 3) Коромы сло с кольцом поворачивается, притягиваясь к магниту; ток идёт по направлению от 3→ 2 → 1 4) Коромы сло с кольцом поворачивается, отталкиваясь от магнита; ток идёт по направлению от 1→ 2 → 3

|---|---| |-А-|Б--| --------|

А) При перемещении магнита в кольце создается индукционный ток, который, согласно правилу Ленца, создает магнитное поле, препятствующее изменению магнитного потока, исходящее от магнита. Магнитные линии магнита исходят из северного полюса $N$ и входят в южный, значит, при движении магнита к кольцу магнитный поток увеличивается, магнитные линии магнитной индукции $Bi$ будут закручиваться в противоположную сторону, препятствуя увеличению потока. Для определения тока в контуре воспользуемся правилом правой руки (буравчика), для этого направляем по вектору $Bi$ большой палец, а 4 согнутых пальца покажут направление индукционного тока, в данном случае он направлен против часовой стрелки $1→ 2 → 3$ . Поскольку коромысло может свободно вращаться вокруг вертикальной оси, а магнитное поле магнита неоднородно, то коромысло начнет двигаться под действием сил Ампера таким образом, чтобы препятствовать изменению магнитного потока, то есть коромысло начнет отталкиваться от магнита.
б) При перемещении магнита в кольце создается индукционный ток, который, согласно правилу Ленца, создает магнитное поле, препятствующее изменению магнитного потока, исходящее от магнита. Магнитные линии магнита исходят из северного полюса $N$ и входят в южный, значит, при движении магнита от кольца магнитный поток уменьшается, магнитные линии магнитной индукции $Bi$ будут закручиваться в ту же сторону, препятствуя уменьшения потока. Для определения тока в контуре воспользуемся правилом правой руки (буравчика), для этого направляем по вектору $Bi$ большой палец, а 4 согнутых пальца покажут направление индукционного тока, в данном случае он направлен по часовой стрелки $3 → 2→ 1$ . Поскольку коромысло может свободно вращаться вокруг вертикальной оси, а магнитное поле магнита неоднородно, то коромысло начнет двигаться под действием сил Ампера таким образом, чтобы препятствовать изменению магнитного потока, то есть коромысло начнет притягиваться к магниту.