Задача #1591 ← →

Замкнутое медное кольцо подвешено на длинных нитях вблизи катушки индуктивности, закрепленной на столе и подключенной к источнику постоянного тока (см. рисунок). Первоначально электрическая цепь катушки разомкнута. Как будет двигаться кольцо при замыкании цепи? Ответ поясните, используя физические за­ко­но­мер­ности.

Решение

  1. При замыкании цепи возникает электрический ток. Ток, проходящий через витки, создает магнитное поле, линии индукции которого пронизывают плоскость кольца.

  2. По закону электромагнитной индукции Фарадея в кольце возникает ЭДС индукции и индукционный ток. По правилу Ленца ток имеет такое направление, что порождаемое им магнитное поле препятствует росту магнитного потока через кольцо.

  3. Значит, кольцо оттолкнется, чтобы оказаться в той области пространства, где магнитный поток меньше, то есть дальше от катушки.

  4. После остановки кольцо начнет двигаться к положению равновесия. По правилу Ленца возникающая сила Ампера снова будет тормозить движение кольца.

  5. После затухающих колебаний кольцо остановится в исходном положении, поскольку сила тока в цепи установится и примет постоянное значение.

Ответ

Кольцо отклонится, затем вернется в исходное положение.

Сложность: 7/10

Источник: ФИПИ

Раздел: Электромагнетизм

Подраздел: Электродинамика

Номер в ЕГЭ: 21

Похожие задачи: #1592