Задание №1908

Одновременно с Фарадеем и независимо от него опыты «по превращению магнетизма в электричество» проводили и другие физики. В одном из случаев опыт состоял в следующем: концы катушки замыкались на гальванометр, который был вынесен в соседнюю комнату. Исследователь вдвигал магнит в катушку и шёл смотреть показания гальванометра − стрелка оставалась неподвижной, В чём была ошибка в постановке опыта?

Решение

Переход из комнаты в комнату занимал определённое время, стрелка прибора успевала’ возвратиться в нулевое положение. Стрелка отклонялась только в момент перемещения магнита.

Задание №1909

За счёт какой энергии возникает индукционный ток в катушке с замкнутой обмоткой при вдвигании магнита в катушку?

Решение

При вдвигании магнита в катушку изменяется магнитный поток (за счет изменения вектора магнитной индукции), следовательно, возникает индукционный ток. Ток возникает за счет механической (кинетической) энергии подающего магнита.

Задание №1910

На столе две катушки: одна замкнута на гальванометр, другая разомкнута. В обе катушки вводят с одинаковой скоростью одинаковые магниты. Сравните работы, совершаемые в обоих случаях.

Решение

При движении магнита в замкнутой катушке совершается положительная работа, так как возникающие в катушке индукционные токи своим магнитным полем тормозят магнит.
В разомкнутой катушке работа равна нулю.
Таким образом, в первом случае совершается большая работа.

Задание №1911

Металлическое кольцо, подвешенное на двух нитях, качается, как маятник. Почему качания быстро прекращаются, если к кольцу приблизить полюс магнита?

Решение

Возникающий в кольце индукционный ток создаёт магнитное поле, которое при взаимодействии с магнитом прекращает колебания.

Задание №1912

Магнит вдвигают в кольцо А, а затем − в кольцо В (рис. 312). Что покажет опыт и почему?
рис. 312

Решение

Возьмём полосовой магнит и внесём его в кольцо с разрезом (В) − кольцо останется на месте. Если же вносить магнит в сплошное кольцо (А), то оно будет отталкиваться, уходить от магнита, поворачивая при этом всю пластинку. Это объясняется тем, что при приближении к кольцу любого полюса магнита, поле которого является неоднородным, проходящий сквозь кольцо магнитный поток увеличивается. При этом в сплошном кольце возникает индукционный ток. Ток в сплошном кольце создаёт в пространстве магнитное поле, благодаря чему кольцо приобретает свойства магнита. Взаимодействуя с приближающимся полосовым магнитом, кольцо отталкивается от него. Из этого следует, что кольцо и магнит обращены друг к другу одноимёнными полюсами, а векторы магнитной индукции их полей направлены в противоположные стороны. Зная направление вектора индукции магнитного поля кольца, можно по правилу правой руки определить направление индукционного тока в кольце. Отодвигаясь от приближающегося к нему магнита, кольцо противодействует увеличению проходящего сквозь него внешнего магнитного потока.
Опыт показывает, что возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует изменению внешнего магнитного потока, которое вызвало этот ток.

Задание №1913

При быстром вращении между полюсами сильного электромагнита кольцо из медной проволоки заметно нагревается. Объясните это явление.

Решение

При вращении в кольце возникает индукционный ток, который нагревает кольцо.

Задание №1914

Определите магнитные полюсы и направление индукционного тока в замкнутом витке в моменты, когда незамкнутый виток подключают к источнику тока (рис. 313).
рис. 313

Решение

а) Ток течет от "+" к "−", по часовой стрелке. По правилу буравчика вектор магнитной индукции направлен через центр кольца от наблюдателя за плоскость чертежа. По правилу Ленца в витке возникает индукционный ток, противодействующий нарастанию магнитного потока через себя, значит по правилу буравчика индукционный ток течет против часовой стрелки (чтобы вектор магнитной индукции был направлен на наблюдателя).

б) Ток течет от "+" к "−", по часовой стрелке. По правилу буравчика вектор магнитной индукции направлен через центр кольца от наблюдателя за плоскость чертежа. По правилу Ленца в витке возникает индукционный ток, противодействующий нарастанию магнитного потока через себя, значит по правилу буравчика индукционный ток течет против часовой стрелки.

в) Ток течет от "+" к "−", по часовой стрелке. По правилу буравчика вектор магнитной индукции направлен через центр кольца к наблюдателю. По правилу Ленца в витке возникает индукционный ток, противодействующий нарастанию магнитного потока через себя, значит по правилу буравчика индукционный ток течет по часовой стрелке.