Задача #1592 ← →

Замкнутое медное кольцо подвешено на длинных нитях вблизи катушки индуктивности, закрепленной на столе и подключенной к источнику постоянного тока (см. рисунок). В начальном состоянии электрическая цепь катушки замкнута в течение долгого времени. Как будет двигаться кольцо при размыкании цепи? Ответ поясните, используя физические за­ко­но­мер­ности.

Решение

  1. При замкнутом ключе в цепи идет электрический ток. Катушка создает магнитное поле, линии индукции которого пронизывают кольцо. Поскольку цепь замкнута в течении долгого времени, ток в цепи установился, и магнитное поле катушки не меняется. Медь практически не обладает магнитными свойствами, поэтому можно считать, что она не отталкивается от катушки. Магнитный поток через кольцо также не меняется.

  2. При размыкании ключа ток через катушку начинает плавно убывать. Магнитное поле, создаваемое катушкой, тоже начинает убывает. Значит, магнитный поток через плоскость кольца также убывает. По закону электромагнитной индукции Фарадея в кольце возникает индукционный ток. По правилу Ленца направление этого тока таково, что порождаемое им магнитное поле препятствует причине, по которой возникает ток.

  3. Значит, кольцо притянется к магниту, чтобы оказаться в той области пространства, где магнитное поле сильнее.

  4. После затухания тока в катушке магнитное поле исчезнет, кольцо после затухающих колебаний остановится в изначальном положении равновесия.

Ответ

Кольцо притянется к катушке, затем вернется в исходное положение.

Сложность: 7/10

Источник: ФИПИ

Раздел: Электромагнетизм

Подраздел: Электродинамика

Номер в ЕГЭ: 21

Тэги: Катушка индуктивности

Похожие задачи: #1591