Потрібно доповнити таблицю, де пропущені описи результату дослідів для двох випадків: наближення магніту та нерухомого стану (це вже зазначено в умові як порівняння).
Розв’язання
Для першого випадку (наближення магніту): кількість ліній магнітної індукції, що пронизують котушку, збільшується; у котушці виникає індукційний струм напрямку, що створює магнітне поле з полюсом тієї ж назви до наближаючогося полюса магніту (котушка відштовхується).
Для другого випадку (магніт нерухомий): кількість ліній магнітної індукції, що пронизують котушку, не змінюється; у котушці індукційний струм не виникає.
Відповідь:
1) Збільшується; виникає індукційний струм напрямку, що створює магнітне поле, відштовхуюче наближаючийся магніт. 2) Кількість ліній не змінюється; індукційного струму немає.
Завдання 4 (с. 117)
Дослід з кільцями та магнітом
Пристрій складається з двох алюмінієвих кілець (суцільного та розрізаного), закріплених на коромислі. Магніт підносять до суцільного кільця (під пункт 1) а) та відсувають від нього (під пункт 1) б). Також потрібно визначити напрямок струму в суцільному кільці та пояснити дію з розрізаним кільцем.
Розв’язання
Для суцільного кільця при наближенні магніту (п. 1 а): Магнітний потік збільшується, виникає індукційний струм, який створює поле, що відштовхує магніт. Кільце відштовхнеться або почне обертатися так, щоб віддалятися від магніту.
Для суцільного кільця при віддаленні магніту (п. 1 б): Магнітний потік зменшується, індукційний струм створює поле, що притягує магніт. Кільце буде намагатися затримати магніт (притягуватися до нього).
Для суцільного кільця (п. 2): Індукційний струм виникає в напрямку, який забезпечує відштовхування при наближенні та притягування при віддаленні магніту (залежить від полярності полюса, що наближається).
Для розрізаного кільця (п. 3): Оскільки контур не замкнений, індукційний струм виникнути не може. Кільце буде залишатися нерухомим або рухатиметься лише за рахунок гравітації/тертя, але без електромагнітної взаємодії.
Відповідь:
1) а) Кільце відштовхнеться; б) Кільце притягнеться до магніту. 2) Струм має такий напрямок, що створює полюс, протилежний наближаючому полюсу магніту (при вході) або однаковий (при виході). 3) Кільце не буде взаємодіяти з магнітом і залишиться нерухомим.
Завдання 5 (с. 117)
Експеримент з котушкою та кільцем на осерді
Котушка з джерелом струму та алюмінієве кільце розміщені на спільному осерді. Потрібно визначити напрямок індукційного струму в кільці при замиканні ключа та описати рух кільця в цей момент.
Розв’язання
При замиканні ключа в котушці виникає струм, і навколо неї формується магнітне поле з певними полюсами (наприклад, правий кінець стає північним).
Магнітний потік через кільце різко збільшується. Згідно із законом Ленца, у кільці виникає індукційний струм, який створює власне магнітне поле з полюсом, протилежним до наближаючогося полюсу котушки.
Взаємодія цих полів викликає силу відштовхування. Кільце відштовхнеться від котушки (рухом убік від неї).
Відповідь:
1) Індукційний струм у кільці протікає в напрямку, що створює магнітне поле з полюсом, протилежним до полюсу котушки (який наближається). 2) Кільце відштовхнеться від котушки.
