ID: 00012951
Многовитковая катушка медного провода подключена к источнику тока через реостат. Вблизи торца катушки на шелковых нитях подвешены замкнутое медное кольцо с малым сопротивлением. Ось кольца совпадает с осью катушки (см. рис.). Опишите, как начнёт двигаться кольцо (притянется, оттолкнется или останется неподвижным относительно катушки), если движок реостата резко сдвинуть вниз в крайнее положение. Ответ поясните, указав, какие физические явления и закономерности вы использовали для объяснения.
Источник: ФИПИ
В этой задаче работает явление электромагнитной индукции, а направление эффекта подсказывает правило Ленца.
Что происходит с током в катушке. Катушка подключена через реостат. Когда движок реостата резко переводят в крайнее положение, сопротивление цепи скачком увеличивается, и ток в катушке резко уменьшается. Вместе с током уменьшается и магнитное поле катушки, а значит, уменьшается магнитный поток, пронизывающий близко расположенное кольцо.
Реакция кольца (правило Ленца). В замкнутом кольце при изменении магнитного потока возникает индукционный ток. По правилу Ленца этот ток направлен так, чтобы препятствовать изменению потока. Поток через кольцо убывает — значит, индукционный ток в кольце старается его поддержать и создаёт магнитное поле того же направления, что и поле катушки. Два «сонаправленных» магнита притягиваются.
Вывод. Кольцо притянется к катушке: его индукционный ток стремится сохранить убывающий поток, а это эквивалентно притяжению к катушке.