Для решения этой задачи применим правило Ленца и правило левой руки.
- Определение направления индукционного тока (Правило Ленца):
По условию, ΔB/Δt > 0, то есть магнитное поле, пронизывающее кольцо, увеличивается. Чтобы противодействовать этому увеличению, в кольце должен возникнуть такой индукционный ток, который создаст собственное магнитное поле, направленное против внешнего поля (то есть от нас). Чтобы создать поле, направленное от нас, индукционный ток в кольце должен идти против часовой стрелки (если смотреть со стороны источника поля). - Определение направления силы Ампера (Правило левой руки):
Направление индукционного тока мы определили как против часовой стрелки. Сила Ампера действует на проводник с током в магнитном поле. Рассмотрим участок кольца, указанный Δl. Этот участок находится в неоднородном поле, но для малого участка, где поле можно считать постоянным, применим правило левой руки.
Анализ рисунков:
- Рисунок А: Ток по часовой стрелке. Не подходит.
- Рисунок Б: Ток против часовой стрелки. Магнитное поле направлено вверх. Если приложить левую руку так, чтобы линии входили в ладонь, а четыре пальца показывали направление тока (против часовой), то большой палец, указывающий силу, будет направлен влево. На рисунке сила направлена влево, что соответствует нашему анализу.
- Рисунок В: Ток по часовой стрелке. Не подходит.
- Рисунок Г: Ток против часовой стрелки. Магнитное поле направлено вниз. Сила Ампера будет направлена вправо. Не подходит.
Ответ: Рисунок Б