3. Определите магнитные полюса соленоида или полюса источника тока. a) 6)

Решение:

В задании требуется определить магнитные полюса соленоида или полюса источника тока. Давайте разберем оба случая:

• Случай а): Изображен соленоид (катушка с проводом) и рядом с ним стрелка компаса. Направление тока в витках соленоида не указано, как и отсутствие источника тока. Однако, если предположить, что стрелка компаса находится в магнитном поле, создаваемом соленоидом, и ее северный полюс (N) указывает влево, а южный (S) вправо, то магнитное поле внутри соленоида направлено слева направо. По правилу буравчика (или правой руки), если мы вращаем буравчик так, чтобы он двигался в направлении магнитного поля (слева направо), то направление его вращения соответствует направлению тока в витках. Если представить, что мы смотрим на соленоид спереди, и ток идет от нас в верхней части витков и к нам в нижней, то магнитное поле будет направлено справа налево. На схеме стрелка компаса показывает, что северный полюс (N) направлен влево, а южный (S) - вправо. Это означает, что северный полюс соленоида находится справа, а южный - слева. Согласно правилу правой руки, если обхватить соленоид так, чтобы четыре пальца показывали направление тока, то большой палец укажет направление северного полюса. В данном случае, для того чтобы северный полюс соленоида был справа, ток должен идти сверху вниз по правой стороне витков и снизу вверх по левой. Но направление тока не задано, и источник питания не показан.
• Случай б): Изображен соленоид, подключенный к источнику тока (батарее). Полярность источника тока указана: длинная черточка - положительный полюс, короткая - отрицательный. Ток течет от положительного полюса к отрицательному. По правилу правой руки, если мы обхватим соленоид так, чтобы четыре пальца показывали направление тока (снизу вверх по передней стороне витков и сверху вниз по задней), то большой палец укажет направление северного полюса соленоида. В данном случае, ток входит в катушку снизу и выходит сверху. Если смотреть на катушку сбоку, ток идет вверх по правой стороне и вниз по левой. Применив правило правой руки, большой палец укажет на левый конец соленоида как на северный полюс (N), а правый конец будет южным полюсом (S).

Ответ: В случае а) без указания направления тока или источника питания определить полюса соленоида невозможно. В случае б) северный полюс (N) соленоида находится слева, а южный (S) - справа.