14. Электродинамика: анализ физических процессов: #206120
На длинный цилиндрический картонный каркас намотали много витков медной изолированной проволоки, после чего концы этой проволоки замкнули накоротко. К торцу получившейся катушки подносят постоянный магнит, приближая его южный полюс к катушке.
Выберите все верные утверждения.
УТВЕРЖДЕНИЯ
$1)$ На катушку будет действовать сила, отталкивающая ее от магнита.
$2)$ На катушку будет действовать сила, притягивающая ее к магниту.
$3)$ На катушку не будет действовать сила со стороны магнита.
$4)$ Магнитный поток через сечение катушки будет изменяться.
$5)$ В катушке будет выделяться теплота, согласно закону Джоуля — Ленца.
1. При поднесении магнита к катушке возникает явление электромагнитной индукции. Согласно правилу Ленца, индукционный ток направлен так, чтобы противодействовать изменению магнитного потока.
2. Магнит приближается южным полюсом, поэтому индукционный ток создаст магнитное поле, которое будет отталкивать магнит (чтобы компенсировать увеличение потока). Следовательно, на катушку действует сила, отталкивающая ее от магнита (утверждение $1$ верно, а $2$ и $3$ неверны).
3. Магнитный поток через катушку $\Phi = B \cdot S \cdot \cos \alpha$ изменяется, так как $B$ (магнитное поле) увеличивается при приближении магнита (утверждение $4$ верно).
4. Индукционный ток $I_{\text{инд}}$ вызывает выделение тепла по закону Джоуля — Ленца:
$$Q = I_{\text{инд}}^2 \cdot R \cdot t,$$ где $R$ — сопротивление катушки, $t$ — время (утверждение $5$ верно).