С1. Приведите развернутый ответ на вопрос.

Решение:

При замыкании цепи северный конец магнитной стрелки повернулся так, как показано на рисунке. Определите знаки клемм А и В источника тока. Стрелками показана навивка провода.

1. Применение правила буравчика (или правила правой руки) для определения направления тока:

По условию, северный полюс магнитной стрелки (N) повернулся к правому концу катушки. Это означает, что правый конец катушки стал северным полюсом (N), а левый — южным (S).

2. Определение направления магнитного поля катушки:

Согласно правилу правой руки (или правилу буравчика), если мысленно вращать буравчик так, чтобы он перемещался в направлении магнитного поля внутри катушки (от S к N), то направление вращения ручки буравчика укажет направление тока в обмотке.

В данном случае, чтобы правый конец катушки был северным полюсом (N), а левый — южным (S), магнитное поле внутри катушки должно быть направлено слева направо.

3. Определение направления тока в обмотке:

Представим, что мы обхватываем катушку правой рукой так, чтобы четыре пальца указывали направление намотки провода (как показано стрелками на рисунке). Тогда отогнутый большой палец должен указывать на северный полюс катушки, то есть слева направо. Это означает, что ток должен идти по верхней части витков справа налево, а по нижней — слева направо (если смотреть со стороны источника питания).

4. Определение знаков клемм источника тока:

Чтобы ток пошел по указанному направлению в обмотке, клемма А источника тока должна быть подключена к тому проводу, откуда начинается ток, а клемма В — к тому, куда ток приходит.

На рисунке видно, что навивка провода идет от точки, обозначенной буквой А, проходит по нижней части катушки, затем по верхней и уходит к точке, обозначенной буквой В. Если ток течет от А к В, то по верхней части витков ток идет к наблюдателю, а по нижней — от наблюдателя. Чтобы получить магнитное поле, направленное слева направо, ток должен идти по верхней части витков на нас (от наблюдателя), а по нижней — от нас. Это противоречит показанному направлению намотки.

Давайте пересмотрим. Стрелки на навивке показывают направление, в котором обмотан провод. Направление тока определяется правилом правой руки. Если правый конец катушки — северный полюс (N), то ток в верхних витках должен идти от нас, а в нижних — к нам. Чтобы ток шел от А, а выходил к В, и при этом имел нужное направление в витках, клемма А должна быть положительной (+), а клемма В — отрицательной (-).

Перепроверим: Если А — плюс, а В — минус, то ток идет от А. Провод идет снизу вверх и затем сверху вниз. Если смотреть спереди, ток идет вверх по виткам. По правилу правой руки, если ток идет вверх по виткам, то северный полюс будет справа. Стрелка повернулась северным полюсом вправо, значит, правый конец катушки — северный полюс.

Окончательное рассуждение:

1. Северный полюс стрелки (N) указывает на правый конец катушки. Следовательно, правый конец катушки является северным полюсом (N), а левый — южным (S).

2. По правилу правой руки, если обхватить катушку так, чтобы большой палец указывал на северный полюс (направо), то направление обхвата пальцами будет соответствовать направлению тока в витках. Для того чтобы северный полюс был справа, ток в верхних витках (ближе к нам) должен идти от нас, а в нижних витках — к нам.

3. Направление намотки показано стрелками. Ток выходит из клеммы А и входит в клемму В. Если ток выходит из А, то он должен идти в верхние витки от нас, а в нижние — к нам. Это соответствует тому, что клемма А является положительным полюсом (+), а клемма В — отрицательным полюсом (-).

Ответ: Клемма А — положительная (+), клемма В — отрицательная (-).