2018-02-24
Катушка из медного провода может колебаться между полюсами постоянного магнита. Как будут различаться колебания при разомкнутых и закороченных концах катушки? Объяснить наблюдаемые явления.
Решение:
При разомкнутых концах взаимодействие медной проволоки с магнитным полем практически отсутствует и колебания почти не затухают.
При замкнутых концах в витках катушки при ее попадании в магнитное поле наводится индукционный ток, причем, по правилу Ленца, такого направления, чтобы воспрепятствовать изменению магнитного потока через катушку. В результате на переднюю часть витка, вошедшего в сильное поле $\vec{B}_{1}$, действует сила $\vec{F}_{1}$, направленная против движения. На другую часть витка, находящуюся в периферийной области поля, где оно значительно слабее ($B_{2} \ll B_{1}$, поле неоднородно), действует сила $\vec{F}_{2}$ противоположного направления. Но $F_{2} \ll F_{1}$, поэтому результирующая сила тормозит движение.
При выходе из поля возникает результирующая сила, препятствующая выходу; Индукционные токи приводят к тепловым потерям энергии в проводе катушки, в результате чего колебания быстро затухают.