21. Молекулярная физика - электродинамика: качественная задача: #207080

Исходное состояние.
Ключ разомкнут, ток в катушке отсутствует.
Магнит неподвижен, пружина растянута под действием силы тяжести.

После замыкания ключа.
В катушке возникает ток (направление: от $»+»$ к $»-«$ источника).
По правилу буравчика:$$ \vec{B}_{катушки} \text{ направлено вниз вдоль оси} $$Катушка с током эквивалентна магниту:
Нижний торец: северный полюс $(N).$
Верхний торец: южный полюс $ (S).$

Взаимодействие магнитов.
Подвешенный магнит ориентирован так, что его ближний к катушке полюс — южный $(S).$
Разноименные полюса ($N$ катушки и $S$ магнита) притягиваются.
Результирующая сила направлена вниз.

Движение магнита.
Магнит начинает двигаться вниз, растягивая пружину.
Уравнение сил: $$ \vec{F}{упр} + \vec{F}{тяж} + \vec{F}{магн} = 0 $$

Ответ:
Магнит начнет двигаться вниз (к катушке), так как разноименные полюса катушки и магнита притягиваются.

Использованные законы:
$1.$ Правило буравчика для определения направления магнитного поля катушки.
$2.$ Закон Ампера о взаимодействии токов и магнитов.
$3.$ Принцип эквивалентности катушки с током и магнита.