Решение: Направление вихревого электрического поля

Задание 3 Вопрос: Выберите все номера рисунков, где правильно указано направление вихревого электрического поля \( \vec{E} \), порожденного магнитным полем постоянного магнита. Решение: Для решения задачи воспользуемся правилом Ленца и законом электромагнитной индукции. Вихревое электрическое поле \( \vec{E} \) направлено так же, как индукционный ток, который возник бы в замкнутом контуре. 1. Определим направление вектора магнитной индукции \( \vec{B} \). Линии магнитного поля выходят из северного полюса (\( N \)) магнита. Значит, над магнитом вектор \( \vec{B} \) направлен вверх. 2. Рассмотрим случай, когда магнит движется вверх (\( \vec{v} \) направлена вверх): Магнит приближается к области над ним, магнитный поток \( \Phi \) через воображаемый контур увеличивается. По правилу Ленца, возникающее поле должно препятствовать этому росту, то есть его магнитное поле должно быть направлено вниз. По правилу правой руки (или правилу буравчика), для создания поля, направленного вниз, ток (и поле \( \vec{E} \)) должен быть направлен по часовой стрелке (если смотреть сверху). 3. Рассмотрим случай, когда магнит движется вниз (\( \vec{v} \) направлена вниз): Магнит удаляется, магнитный поток \( \Phi \) уменьшается. Вихревое поле \( \vec{E} \) должно поддерживать убывающее поле, то есть его собственное магнитное поле должно быть направлено вверх. По правилу правой руки, для этого поле \( \vec{E} \) должно быть направлено против часовой стрелки (если смотреть сверху). 4. Случай, когда \( \vec{v} = 0 \): Если магнит неподвижен, магнитный поток не меняется (\( \Delta \Phi = 0 \)). Следовательно, вихревое электрическое поле не возникает (\( E = 0 \)). Рисунки, где при \( \vec{v} = 0 \) нарисовано поле \( \vec{E} \), неверны. Анализ рисунков: - Первый рисунок (магнит вниз, \( \vec{E} \) против часовой стрелки): Верно. - Второй рисунок (магнит вверх, \( \vec{E} \) против часовой стрелки): Неверно (должно быть по часовой). - Рисунки с \( \vec{v} = 0 \): Неверно, так как поле не должно существовать. Верный ответ: Нужно выбрать рисунок, где магнит движется вниз, а стрелки поля \( \vec{E} \) направлены против часовой стрелки (первый вариант в списке на первом фото).