ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

При решении задач на материал данной главы нужно уметь определять направление индукционного тока с помощью правила Ленца. ЭДС индукции вычисляется с помощью закона электромагнитной индукции (12.2) или (в случае движения проводника в магнитном поле) с помощью формулы (12.4). ЭДС самоиндукции вычисляется по формуле (12.6), а энергия тока — по формуле (12.7). Для решения некоторых задач надо применять силу Ампера (11.4).

Рис. 255

1. Прямоугольный контур перемещается поступательно в магнитном поле тока, текущего по прямолинейному длинному проводнику (рис. 255). Определить направление тока, индуцированного в контуре, если контур удаляется от провода. Какие силы действуют на рамку?

Решение. При движении контура в указанном направлении магнитный поток через площадь убывает. Следователь но, в контуре установится ток, который в соответствии с правилом Ленца будет направлен по часовой стрелке. Именно при этом направлении тока его магнитный поток складывается с потоком, созданным током, текущим по прямолинейному проводнику.

Взаимодействие тока в контуре с прямолинейным током приводит к появлению сил, действующих на проводники контура. Применив правило левой руки, можно выяснить, что эти силы, во-первых, растягивают рамку, стремясь увеличить площадь контура, и, во-вторых, создают результирующую силу, направленную к прямолинейному проводнику. Оба действия «стремятся» воспрепятствовать уменьшению магнитного потока через контур.

2. Катушка из N витков, площадь каждого из которых равна присоединена к баллистическому гальванометру. (Баллистический гальванометр измеряет прошедший через него электрический заряд.) Сопротивление всей цепи равно Вначале катушка находилась между полюсами магнита в области, где магнитное поле однородно и индукция поля В направлена перпендикулярно виткам катушки. Затем катушку переместили в пространство, где магнитное поле отсутствует. Чему равен заряд, прошедший через гальванометр?

Решение. На основании закона электромагнитной индукции и закона Ома заряд, прошедший через гальванометр, равен:

Здесь — начальный магнитный поток, а — конечный магнитный поток. Следовательно,

Упражнения 15

(см. скан)

(см. скан)