ID: 00017076
На рисунке изображены две изолированные друг от друга электрические цепи. Первая содержит последовательно соединённые источник тока, реостат, катушку индуктивности и амперметр, а вторая — проволочный моток, к концам которого присоединён гальванометр. Катушка и моток надеты на железный сердечник (см. рис.). Как будут изменяться показания приборов, если проволочный моток, присоединённый к гальванометру, плавно перемещая вверх, снять с сердечника?
Ответ поясните, указав, какие физические закономерности вы использовали для объяснения.
Источник: Сборник Гиголо
Две цепи электрически не связаны — их «соединяет» только общий железный сердечник, по которому идёт магнитный поток. Первая цепь (с амперметром) ничем не возмущается, поэтому к ней применим обычный закон Ома. А во второй цепи всё держится на электромагнитной индукции (законе Фарадея): ток в гальванометре появится, только если меняется магнитный поток сквозь моток.
В первой цепи мы ничего не трогаем: источник, реостат и катушка остаются как были, мы лишь снимаем посторонний моток со стороны. Сопротивление и ЭДС первой цепи не меняются, поэтому по закону Ома сила тока в ней постоянна. Значит, показания амперметра остаются неизменными.
Пока моток сидит на сердечнике, через него проходит сильный магнитный поток (сердечник «собирает» и усиливает поле катушки). Когда мы плавно стягиваем моток вверх и снимаем его с сердечника, поток поля сквозь моток уменьшается — от большого значения почти до нуля. По закону электромагнитной индукции Фарадея $\mathcal{E}_\text{инд}=-\dfrac{\Delta\Phi}{\Delta t}$ в мотке наводится ЭДС индукции, и в его цепи течёт индукционный ток. Гальванометр это фиксирует — его стрелка отклоняется.
Ток в гальванометре идёт только пока поток меняется, то есть пока моток движется и снимается. Как только моток снят и движение прекратилось, поток меняться перестаёт, ЭДС индукции исчезает, и гальванометр снова показывает ноль.
Ответ: показания амперметра остаются неизменными, а гальванометр во время снятия мотка регистрирует индукционный ток (стрелка отклоняется), пока меняется магнитный поток сквозь моток.
Показания амперметра остаются неизменными, а гальванометр во время снятия мотка регистрирует ток (отклоняется), пока меняется магнитный поток сквозь моток.