Глава 3. Электромагнитные явления. § 58. Магнитный поток — с. 212
§ 58. Дополнительный вопрос. Проволочная катушка K₁ со стальным сердечником включена в цепь источника постоянного тока последовательно с реостатом R и ключом K (рис. 163). Электрический ток, протекающий по виткам катушки K₁, создаёт в пространстве вокруг неё магнитное поле. В поле катушки K₁ находится такая же катушка K₂. Как можно изменить магнитный поток, пронизывающий катушку K₂?
Рассмотрите все возможные варианты. Увеличивается или уменьшается магнитный поток через катушку K₂ при движении ползунка реостата вправо? [на рисунке: цепь из источника, катушки K₁, реостата R с ползунком и ключа K, соединённых последовательно; рядом с K₁ стоит катушка K₂; ток в реостате идёт от ползунка к левому концу, правый конец реостата ни с чем не соединён.]
Магнитный поток через K₂ зависит от индукции поля катушки K₁ в области K₂, от площади витков K₂ и от ориентации K₂ относительно линий. Поэтому его можно изменить так:
1) изменить силу тока в K₁: передвигать ползунок реостата, замыкать или размыкать ключ (при размыкании поток уменьшается до нуля, при замыкании возрастает), включить или отключить источник;
2) изменить направление тока в K₁ (поменять полюса источника): поток изменит знак, то есть линии станут пронизывать K₂ в обратном направлении;
3) изменить индукцию поля вблизи K₂: придвигать или отодвигать K₂ относительно K₁ (чем ближе катушки, тем больше поток), либо перемещать K₁ относительно K₂; вставлять или вынимать стальной сердечник;
4) повернуть K₂: когда её ось вдоль линий, поток максимален, когда ось перпендикулярна линиям — поток равен нулю;
5) изменить площадь, ограниченную витками K₂ (сжимать или растягивать катушку).
Движение ползунка вправо: по рисунку ток течёт от ползунка к левому концу реостата, в цепи работает часть реостата слева от ползунка. При движении ползунка вправо эта часть удлиняется, сопротивление реостата растёт, сила тока в K₁ уменьшается по закону Ома, индукция поля K₁ уменьшается.
Ответ: магнитный поток через катушку K₂ при движении ползунка вправо уменьшается.
Оговорка: вывод основан на схеме подключения реостата по рис. 163 (правый конец реостата не подключён); при ином подключении ответ был бы обратным.
1) изменить силу тока в K₁: передвигать ползунок реостата, замыкать или размыкать ключ (при размыкании поток уменьшается до нуля, при замыкании возрастает), включить или отключить источник;
2) изменить направление тока в K₁ (поменять полюса источника): поток изменит знак, то есть линии станут пронизывать K₂ в обратном направлении;
3) изменить индукцию поля вблизи K₂: придвигать или отодвигать K₂ относительно K₁ (чем ближе катушки, тем больше поток), либо перемещать K₁ относительно K₂; вставлять или вынимать стальной сердечник;
4) повернуть K₂: когда её ось вдоль линий, поток максимален, когда ось перпендикулярна линиям — поток равен нулю;
5) изменить площадь, ограниченную витками K₂ (сжимать или растягивать катушку).
Движение ползунка вправо: по рисунку ток течёт от ползунка к левому концу реостата, в цепи работает часть реостата слева от ползунка. При движении ползунка вправо эта часть удлиняется, сопротивление реостата растёт, сила тока в K₁ уменьшается по закону Ома, индукция поля K₁ уменьшается.
Ответ: магнитный поток через катушку K₂ при движении ползунка вправо уменьшается.
Оговорка: вывод основан на схеме подключения реостата по рис. 163 (правый конец реостата не подключён); при ином подключении ответ был бы обратным.