3. Магнит вводят в кольцо, в результате чего появляется ток, направление которого показано на рисунке. Какой полюс магнита ближе к кольцу?

Решение:

Для решения этой задачи используем правило Ленца.

1. Правило Ленца: Направление индукционного тока в замкнутом проводящем контуре определяется так, что создаваемое им магнитное поле всегда направлено так, чтобы противодействовать изменению магнитного потока, вызвавшего этот ток.
2. Направление тока в кольце: На рисунке показано, что ток I в кольце направлен по часовой стрелке, если смотреть на него со стороны приближающегося магнита.
3. Определение магнитного поля тока: По правилу буравчика (или правой руки), если ток течет по часовой стрелке, то магнитное поле, создаваемое этим током, направлено от нас (или вниз, если представить, что мы смотрим на кольцо со стороны приближающегося объекта).
4. Противодействие изменению потока: Поскольку магнит вводят в кольцо, магнитный поток через кольцо увеличивается. Чтобы противодействовать этому увеличению, индукционный ток создает магнитное поле, направленное навстречу магнитному полю магнита.
5. Определение полюса магнита: Так как ток создает магнитное поле, направленное от нас (вниз), это означает, что он пытается оттолкнуть магнит. Отталкивание происходит, когда одноименные полюса приближаются друг к другу. Следовательно, к кольцу должен быть приближен тот полюс магнита, который создает магнитное поле, направленное вниз (то есть, поле, которое индукционный ток стремится создать и направить от себя). Если мы приближаем магнит, и ток создает поле, направленное "к нам", то это будет северный полюс. Если ток создает поле, направленное "от нас", то это будет южный полюс.
6. Анализ изображения: На рисунке показан ток I, текущий по кольцу по часовой стрелке (если смотреть на него со стороны магнита). По правилу буравчика, такой ток создает магнитное поле, направленное от наблюдателя (вниз). Это поле направлено против того поля, которое создает приближающийся магнит. Чтобы создать поле, направленное вниз (от нас), индукционный ток как бы создает свой южный полюс со стороны приближающегося магнита, чтобы оттолкнуть его. Следовательно, к кольцу приближается южный полюс магнита.

Ответ: Южный полюс магнита.