1) Направление индуктивного тока. Правило Ленца.

Катушка с проходящим по ней током подобна магниту с двумя полюсами — северным и южным.

Направление индукционного тока определяет, какой конец катушки восполняет роль северного полюса (линии магнитной индукции выходят из него). На основе закона сохранения энергии можно предсказать, в каких случаях катушка будет притягивать магнит, а в каких отталкивать его.

Правило Ленца:

Возникающий в замкнутом контуре индукционный ток своим магнитным полем противодействует тому изменению магнитного потока, которым он вызван.

Иными словами, индукционный ток направлен так, чтобы препятствовать причине, его вызывающей.

Применение правила Ленца для направления индукционного тока в контуре:

1. Определить направление линий магнитной индукции внешнего магнитного поля;

2. Выяснить, увеличивается ли поток вектора магнитной индукции этого поля через поверхность, ограниченную контуром ( ), или уменьшается ( );

3. Установить направление линий магнитной индукции магнитного поля индукционного тока. Эти линии должны быть согласно правилу Ленца направлены противоположно илиния магнитной индукции при и иметь одинаковое с ними направление при ;

4. Зная направление линий магнитной индукции , найти направление индукционного тока, пользуясь правилом буравчика.

Билет 6.

1) ЭДС индукции в движущихся проводниках (с выводом).

При движении проводника его свободные заряды движутся вместе с ним. Поэтому на заряды со стороны магнитного поля действует сила Лоренца. Она-то и вызывает перемещение зарядов внутри проводника. ЭДС индукции, следовательно, имеет магнитное происхождение.

Сила, с которой магнитное поле действует на движущуюся заряженную частицу, равна по модулю:

Направлена эта сила вдоль проводника MN. Работа силы Лоренца на пути положительна и составляет:

Электродвижущая сила индукции в проводнике MN равна, по определению, отношению работы по перемещению заряда q к этому заряду:

Эта формула справедлива для любого проводника длиной , движущегося со скоростью в однородном магнитном поле.

В других проводниках контура ЭДС равна нулю, так как эти проводники неподвижны. Следовательно, ЭДС во всем контуре MNCD равна и остается неизменной, если скорость движения постоянна. Электрический ток при этом будет увеличиваться, так как при смещении проводника MN вправо уменьшается общее сопротивление контура.

ЭДС индукции можно вычислить также и помощью закона электромагнитной индукции. Действительно, магнитный поток через контур равен:

где угол (90° - α) есть угол между вектором и нормалью к поверхности контура, а S – площадь, ограниченная контуром MNCD. Если считать, что в начальный момент времени (t=0) проводник MN находится на расстоянии NC от проводника CD, то при перемещении проводника площадь S изменяется со временем следующим образом:

За время площадь контура меняется на . Знак «-» указывает на то, что она уменьшается. Изменение магнитного потока на время равно:

Следовательно,

ЭДС индукции в проводниках, движущихся в постоянном магнитном поле, возникает за счет действия на заряды проводника силы Лоренца.

Билет 7.