Качественная задача №43

Намагниченный стальной стержень начинает свободное падение с нулевой начальной скоростью из положения, изображенного на рис. 1. Пролетая сквозь закреплённое кольцо, стержень создаёт в нём электрический ток, сила которого изменяется со временем так, как показано на рис. 2.

PIC

Почему в момент времени t2  модуль силы тока больше, чем в момент времени t1  ? Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности вы использовали для объяснения. Влиянием тока в кольце на движение магнита пренебречь

Стержень создает вокруг себя неоднородное магнитное поле, при удалении от центра стрежня поле уменьшается. При движении стержня к кольцу магнитный поток Φ  через кольцо будет увеличиваться, достигая максимума в момент, когда кольцо будет на уровне середины стержня, а затем начнет уменьшаться. По закону Фарадея в кольце будет возникать ЭДС индукции, модуль которой равен

    |    | |ξ|= ||Δ-Ф-||,     | Δt |

значит, по кольцу будет течь индукционный ток,

   |ξ|  1 ||Δ Ф|| I =-R = R-||Δt-||,

где R  – сопротивление кольца.
Пренебрегая влиянием тока в кольцо, можно сказать, что стержень падает равноускоренно с ускорением g  , значит, скорость изменения магнитного потока также будет увеличиваться. Момент t1  – соответствует входу стержня в кольцо, а момент t2  – выходу, так как скорость в момент t2  больше, то и больше изменение магнитного потока, значит, больше ЭДС индукции и сила тока.

Оцените статью
Я решу все!