12. По гладким горизонтальным проводящим рельсам, находящимся в однородном вертикальном магнитном поле, движется прямая медная перемычка (см. рис. — вид сверху). Концы рельсов соединены проводом. Определите, как направлен внутри контура, образованного рельсами, проводом и перемычкой, вектор индукции магнитного поля, создаваемого индуцированным током. Направление определите относительно рисунка (вправо, влево, вверх, вниз, к наблюдателю, от наблюдателя). Ответ запишите словом (словами).

Решение:

Для определения направления вектора индукции магнитного поля, создаваемого индуцированным током, воспользуемся правилом Ленца. Индуцированный ток возникает в контуре таким образом, чтобы противодействовать изменению магнитного потока, вызвавшего этот ток.

1. Определим направление индуцированного тока:

• Перемычка движется влево (скорость \( v \) направлена влево).
• Магнитное поле \( v \) направлено к нам (от нас, если смотреть из рисунка). В условии указано, что поле вертикальное, а движение горизонтальное. На рисунке поле \( v \) показано точкой, что означает направление поля от нас, к наблюдателю. Следовательно, магнитное поле направлено от наблюдателя.
• При движении перемычки влево, площадь контура, пронизываемая магнитным полем, уменьшается.
• Согласно правилу Ленца, индуцированный ток в контуре должен создавать магнитное поле, направленное так, чтобы компенсировать это уменьшение. То есть, индуцированное магнитное поле должно быть направлено от наблюдателя.
• Применяя правило правой руки для определения направления тока по известному направлению индуцированного магнитного поля (от нас), мы увидим, что ток в перемычке направлен вверх (относительно рисунка).

2. Определим направление вектора индукции создаваемого магнитного поля:

• Индуцированный ток направлен вверх внутри контура.
• Теперь нужно определить направление магнитного поля, создаваемого этим током, используя правило правой руки (правило буравчика). Если мысленно обхватить проволоку (перемычку) правой рукой так, чтобы четыре пальца указывали направление тока (вверх), то отогнутый большой палец покажет направление линии магнитной индукции.
• В данном случае, если ток идет вверх, то магнитное поле внутри контура (слева от перемычки) будет направлено к наблюдателю (точка), а снаружи контура (справа от перемычки) — от наблюдателя (крестик).

Таким образом, вектор индукции магнитного поля, создаваемого индуцированным током, внутри контура направлен к наблюдателю.

Ответ: к наблюдателю.