Задача 1: Сформулируй правило Ленца и нарисуй схематично установку для демонстрации данного правила.

Решение

Правило Ленца гласит: Индукционный ток, возникающий в замкнутом контуре, имеет такое направление, что он создает магнитное поле, противодействующее изменению магнитного потока, вызвавшему этот ток.

Объяснение: Это правило является следствием закона сохранения энергии. Если бы индукционный ток создавал магнитное поле, усиливающее внешнее поле, то возникла бы самопроизвольная генерация энергии, что невозможно.

Схематичное изображение установки для демонстрации правила Ленца:

Представим себе два кольца: одно неподвижное (например, медное) и второе — с возможностью вращения (например, алюминиевое, подвешенное на нити).

• Установка:
• Неподвижное кольцо: К нему подсоединен источник переменного тока (или магнит, который вставляется и вынимается из кольца).
• Вращающееся кольцо: Подвешено рядом с неподвижным кольцом.
• Демонстрация:
• При включении переменного тока в неподвижном кольце возникает переменный магнитный поток.
• Этот поток индуцирует ток в вращающемся кольце.
• Согласно правилу Ленца, индукционный ток в вращающемся кольце создает собственное магнитное поле, которое направлено так, чтобы противодействовать изменению магнитного потока.
• Если магнитный поток через вращающееся кольцо увеличивается, индукционный ток стремится его уменьшить. Если поток уменьшается, индукционный ток стремится его увеличить.
• Это противодействие приводит к тому, что вращающееся кольцо будет отталкиваться от неподвижного кольца (если ток наведен таким образом, что поля направлены противоположно), или притягиваться (если поля направлены так, чтобы ослабить изменение потока). На практике наблюдается отталкивание.

Примерный рисунок:

(Представьте себе два кольца, расположенные рядом. Одно кольцо подключено к источнику тока. Стрелками показано направление индукционного тока во втором кольце, создающего поле, направленное против изменения внешнего поля).