Вращение магнитной стрелки
Статья к заданиюТоки Фуко
Прочитайте текст и выполните задания.
Токи Фуко
Изменение магнитного потока производит индуцированное вихревое электрическое поле даже в пустом пространстве. Если металлическая пластина вставляется в это пространство, индуцированное электрическое поле приводит к появлению электрического тока в металле. Причём чем быстрее меняется магнитный поток, тем больше индуцированный ток.
Эти индуцированные токи называются вихревые токи или токи Фуко – в честь ученого Ж.Б.Л. Фуко, изучавшего эти токи. Первым же магнитное действие этих токов обнаружил французский ученый Д.Ф. Араго, проводивший в 1824 г. опыт с медным диском, расположенном на оси под вращающейся магнитной стрелкой. В результате диск тоже начинал вращаться. Этот эффект стали называть в физике «явлением Араго».
Вредное действие вихревых токов связано с потерями энергии в сердечниках трансформаторов и генераторов из-за выделения большого количества тепла. Направление и сила вихревого тока зависят от формы образца, от направления и скорости изменения магнитного поля, от свойств материала, из которого сделан образец. В массивных проводниках вследствие малости электрического сопротивления токи Фуко могут быть очень большими и вызывать значительное нагревание.
С другой стороны, вихревые токи нашли применение для нагрева и плавки металлов в вакууме, для гашения (демпфирования) или предотвращения колебаний, возникающих в электроизмерительных приборах и других устройствах. Если под качающейся в горизонтальной плоскости магнитной стрелкой расположить массивную медную пластину, то возбуждаемые в медной пластине токи Фуко будут тормозить колебания стрелки.
Используя материал о токах Фуко и схему эксперимента, объясните, что произойдёт с магнитной стрелкой при вращении медной пластины.
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
| 4. На рисунке представлена схема эксперимента. На ось центробежной машины насажен диск из толстой листовой меди. Над диском на тонкой нити подвешена легкая длинная магнитная стрелка.
Что произойдёт с магнитной стрелкой при вращении медной пластины? | ||
| |
Это задание с развёрнутым решением: ответом считается запись хода решения, а не строка. Напишите решение на бумаге и сравните с разбором — там каждый шаг с обоснованием.
Открыть разбор1Мягкая — с чего смотретьуровень 1 из 3
Как изменяется магнитный поток через медный диск при его вращении в поле стрелки?
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
Изменение магнитного потока вызывает в проводнике вихревые токи — токи Фуко. Их магнитное поле препятствует изменению, вызвавшему эти токи.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
В медном диске возникают токи Фуко, взаимодействующие с магнитной стрелкой. Поэтому стрелка начинает вращаться в ту же сторону, что и медный диск, стремясь следовать за ним.