14. Электродинамика: анализ физических процессов: #217018
В пластмассовое кольцо $№1$ вносят полосовой магнит северным полюсом, а в алюминиевое кольцо $№2$ — такой же магнит южным полюсом (см. рисунок).
Из приведенного ниже списка выберите все верные утверждения относительно этих опытов.
$1)$ В кольце $№1$ индукционный ток не возникает.
$2)$ В кольце $№2$ не возникает $ЭДС$ индукции.
$3)$ Кольцо $№2$ притягивается к магниту.
$4)$ Кольцо $№1$ не взаимодействует с магнитом.
$5)$ В кольце $№2$ возникает индукционный ток.
$1)$ Пластмасса является диэлектриком, в котором практически отсутствуют свободные носители заряда, поэтому индукционный ток в кольце $№1$ не может возникнуть.
$$I_{\text{индукц}}=0$$
$2)$ Кольцо $№2$ изготовлено из металла (алюминия) — проводника; при изменении магнитного потока через контур по закону Фарадея возникает $ЭДС$ индукции, поэтому утверждение о ее отсутствии неверно.
$$\varepsilon=-\dfrac{d\Phi}{dt}$$
$3)$ При введении магнита в кольцо магнитный поток через кольцо увеличивается $( \dfrac{d\Phi}{dt}>0 );$ по правилу Ленца индукционный ток таков, что создаваемое им магнитное поле стремится уменьшить изменение потока, т.е. у ближней к магниту стороны кольца образуется полюс того же знака, что и у входящего полюса магнита, вследствие чего возникает отталкивание, а не притяжение.
$4)$ Поскольку в диэлектрическом кольце $№1$ индукционный ток отсутствует, магнитное взаимодействие, обусловленное индукционными токами, отсутствует; если материал немагнитный, макроскопического притяжения или отталкивания также нет.
$$F_{\text{маг}}=0$$
$5)$ В проводящем кольце $№2$ изменение магнитного потока вызывает по закону Фарадея ненулевую $ЭДС$ $\varepsilon,$ а в замкнутом проводнике эта $ЭДС$ порождает индукционный ток, величина которого связана с сопротивлением кольца по закону Ома для полной цепи:
$$I=\dfrac{\varepsilon}{R}$$