Решение: Движение кольца при индукции
Многовитковая катушка медного провода подключена к источнику тока через реостат. Вблизи торца катушки на шёлковых нитях подвешено замкнутое медное кольцо с малым сопротивлением. Ось кольца совпадает с осью катушки. Опишите, как начнёт двигаться кольцо, если движок реостата резко сдвинуть вверх в крайнее положение. Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности использовали для объяснения.
Решение по шагам
4 шагаПри перемещении движка реостата вверх его сопротивление в данной схеме уменьшается, поэтому сила тока в катушке возрастает.
$$I = \dfrac{\mathcal{E}}{R + r}$$Магнитное поле катушки усиливается, поэтому увеличивается магнитный поток через замкнутое кольцо.
$$\Phi = B S \cos\alpha$$Из-за изменения магнитного потока в кольце возникает индукционный ток. По правилу Ленца его магнитное поле направлено против увеличения магнитного потока, то есть противоположно магнитному полю катушки.
Ближние торцы катушки и кольца при этом имеют одноимённые магнитные полюса. Поэтому между ними возникает отталкивание, и кольцо начнёт удаляться от катушки.
Кольцо начнёт отталкиваться от катушки: при перемещении движка вверх сопротивление уменьшается, ток и магнитный поток катушки возрастают, а индуцированный ток создаёт поле, направленное против усиления этого потока.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Считать, что индукционный ток усиливает изменение магнитного потока.
Не учитывать изменение сопротивления реостата при перемещении движка.
Делать вывод о притяжении только по наличию магнитного поля, не определяя направление индуцированного тока.