ЕГЭ 2024. Физика. Отличный результат. Электромагнитная индукция. Контроль 1.12

[Александр Сакович]

12. Медное кольцо на горизонтальном коромысле поворачивается вокруг вертикальной оси OB под действием движущегося магнита (см. рисунок).

Установите соответствие между направлением движения магнита, вращением коромысла с кольцом и направлением индукционного тока в кольце (1 — верхняя точка кольца; 2 — ближняя к нам точка кольца; 3 — нижняя точка кольца).
К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

Ответ: ____.

Источники:
1. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2022. — 736 с. — (ЕГЭ. ФИПИ — школе).
2. ЕГЭ. Физика. Отличный результат / под ред. М. Ю. Демидовой. — Москва: Издательство «Национальное образование», 2024. — 496 с. — (ЕГЭ. Отличный результат. Учебная книга).

[Александр Сакович]

Анализ условия. 1. Магнитные линии магнита выходят из его северного N полюса, следовательно, вдоль магнита линии и индукция B магнитного поля направлены вправо (к кольцу).
2. При приближении или удалении магнита к медному кольцу будем наблюдать явление электромагнитной индукции. При этом в кольце возникает индукционный ток I_i, который будет создавать собственное магнитное поле B_i.
3. Направление индукции нового магнитного поля B_i можно определить по правилу Ленца: индукционный ток I_i имеет такое направление, при котором его магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, из-за которого возник данный ток. Тогда
•   при увеличении магнитного потока (при приближении магнита к кольцу), индукционный ток I_i имеет такое направление, что вектор магнитной индукции B_i магнитного поля кольца направлен против вектора магнитной индукции B магнитного поля магнита. Следовательно, вектор B_i направлен влево, а кольцо будет отталкиваться от магнита (северные полюса магнитных полей будут навстречу друг другу);
•   при уменьшении магнитного потока (при удалении магнита от кольца), индукционный ток I_i имеет такое направление, что вектор магнитной индукции B_i поля кольца направлен в одну и ту же сторону с вектором магнитной индукции B поля магнита. Следовательно, вектор B_i направлен вправо, а кольцо будет притягиваться.
4. Направление индукционного тока I_i определим по правилу правой руки для катушки: большой палец, отставленный на 90°, направляем по линиям индукции B_i магнитного поля кольца, тогда четыре согнутых пальца правой руки, обхватывающей кольцо, укажут направление индукционного тока I_i.

[Александр Сакович]

Решение. Установим соответствие между направлением движения магнита, вращением коромысла с кольцом и направлением индукционного тока в кольце.
А) Магнит движется по направлению к кольцу.
Вектор B_i направлен влево, а кольцо будет отталкиваться от магнита (см. анализ условия, пункт 3). Тогда большой палец, отставленный на 90°, направляем влево, а четыре согнутых пальца правой руки, обхватывающей кольцо, укажут направление индукционного тока 3→2→1.
Это соответствует ответу № 1.

Б) Магнит движется по направлению от кольца.
Вектор B_i направлен вправо, а кольцо будет притягиваться (см. анализ условия, пункт 3). Тогда большой палец, отставленный на 90°, направляем вправо, а четыре согнутых пальца правой руки, обхватывающей кольцо, укажут направление индукционного тока 1→2→3.
Это соответствует ответу № 2.
Ответ: 12.