Номер 1, страница 204 - гдз по физике 10 класс учебник Громыко, Зенькович

1. Как формулируют правило Ленца?

Как формулируют правило Ленца?

Решение

Правило Ленца — это фундаментальный принцип в электромагнетизме, который определяет направление индукционного тока, возникающего в замкнутом проводящем контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего этот контур. Правило является следствием закона сохранения энергии и формализует направление тока в законе электромагнитной индукции Фарадея.

Классическая формулировка правила Ленца звучит следующим образом:

Индукционный ток, возникающий в замкнутом контуре, имеет такое направление, что создаваемый им собственный магнитный поток препятствует изменению внешнего магнитного потока, которое вызвало этот ток.

Это означает, что электромагнитная система инертна и "сопротивляется" любым изменениям. Можно выделить два основных случая:

1. Если внешний магнитный поток, пронизывающий контур, увеличивается (например, магнит приближают к катушке), то индукционный ток создаст собственное магнитное поле, направленное противоположно внешнему полю. Это противодействие замедляет рост общего потока. В случае с магнитом и катушкой это проявится как сила отталкивания.

2. Если внешний магнитный поток, пронизывающий контур, уменьшается (например, магнит удаляют от катушки), то индукционный ток создаст собственное магнитное поле, направленное сонаправленно с внешним полем. Таким образом, система "пытается поддержать" ослабевающий поток. В случае с магнитом и катушкой это проявится как сила притяжения, мешающая удалению магнита.

Правило Ленца является проявлением закона сохранения энергии. Если бы индукционный ток усиливал изменение потока, то небольшое начальное изменение привело бы к самопроизвольному лавинообразному нарастанию тока и энергии из ниоткуда, что невозможно.

Математически правило Ленца выражается знаком "минус" в формуле закона электромагнитной индукции Фарадея:

$ \mathcal{E}_{i} = - \frac{\Delta\Phi}{\Delta t} $

где $ \mathcal{E}_{i} $ — ЭДС индукции, а $ \frac{\Delta\Phi}{\Delta t} $ — скорость изменения магнитного потока. Знак "минус" указывает на то, что возникающая ЭДС (и соответствующий ей ток) направлена так, чтобы противодействовать причине, её вызвавшей.

Ответ:

Правило Ленца формулируется так: индукционный ток, возникающий в замкнутом проводящем контуре, всегда направлен таким образом, чтобы своим магнитным полем противодействовать изменению внешнего магнитного потока, которое вызвало этот ток.