ENTLab
РусскийҚАЗ
← Все темы: Физика

Физика · теория к ЕНТ

Электромагнитная индукция и правило Ленца

Изменение магнитного потока через контур порождает в нём ЭДС индукции, а в замкнутом контуре — индукционный ток. На этом явлении работают генераторы и трансформаторы.

Потренировать эту темуС полным доступом — тренировка по этой теме, без него — бесплатный тест по предмету.

Что проверяет ЕНТ по этой теме

Раздел: 03 Электричество и магнетизм

Пункт спецификации НЦТ: 14 Электромагнитная индукция

По нашей оценке, в варианте в среднем 1–2 задания по этой теме из 40.

Спецификация ЕНТ 2026 по этому предмету: темы и задания

Что нужно уметь

  • Вычислять магнитный поток и ЭДС индукции по скорости изменения потока
  • Определять направление индукционного тока по правилу Ленца
  • Находить индукционный ток, прошедший заряд, выделившуюся теплоту и ЭДС самоиндукции

Кратко о главном

  • Магнитный поток. \Phi = BS\cos\alpha, где S — площадь контура, \alpha — угол между \vec{B} и нормалью к контуру. Единица — вебер (Вб).
  • Закон Фарадея. |\mathcal{E}| = N\frac{|\Delta\Phi|}{\Delta t}, где N — число витков. Ток в контуре сопротивлением R: I = \frac{|\mathcal{E}|}{R}. При неравномерном изменении потока формула даёт среднюю ЭДС.
  • Заряд и теплота. q = \frac{N|\Delta\Phi|}{R} — не зависит от того, за какое время изменился поток. Теплота при постоянном токе: Q = I^2R\Delta t.
  • Правило Ленца. Магнитное поле индукционного тока препятствует изменению потока: при росте потока оно направлено против внешнего поля, при убывании — вдоль него.
  • Движущийся проводник. \mathcal{E} = Bvl\sin\alpha, где v — скорость проводника длиной l, \alpha — угол между \vec{v} и \vec{B}; проводник перпендикулярен и \vec{v}, и \vec{B}.
  • Самоиндукция. |\mathcal{E}_s| = L\frac{|\Delta I|}{\Delta t}, где L — индуктивность в генри (Гн). Энергия магнитного поля катушки W = \frac{LI^2}{2}.

Задание с разбором

Из банка заданий ENTLab, не из вариантов НЦТ. Сначала попробуй решить, потом открой разбор.

Плоскость проволочного кольца площадью 50 см² и сопротивлением 0{,}2 Ом перпендикулярна линиям индукции однородного магнитного поля. Индукция поля равномерно возрастает от 0{,}1 Тл до 0{,}5 Тл за 0{,}02 с. Сила индукционного тока в кольце равна
  • A)0{,}5 А
  • B)0{,}02 А
  • C)5 А
  • D)0{,}625 А
Ответ и разбор

Верный ответ: A

Изменение индукции: \Delta B = 0{,}5 - 0{,}1 = 0{,}4 Тл. Площадь: S = 50 см² = 5\cdot 10^{-3} м². ЭДС индукции: \varepsilon = \frac{\Delta B\,S}{\Delta t} = \frac{0{,}4\cdot 5\cdot 10^{-3}}{0{,}02} = 0{,}1 В. Сила тока: I = \frac{\varepsilon}{R} = \frac{0{,}1}{0{,}2} = 0{,}5 А. Верный ответ A. Неверные варианты: 0{,}02 А — ЭДС умножили на сопротивление: 0{,}1\cdot 0{,}2 = 0{,}02; 5 А — площадь перевели как 5\cdot 10^{-2} м², тогда \varepsilon = 1 В и I = 5 А; 0{,}625 А — вместо изменения индукции взяли её конечное значение 0{,}5 Тл: \varepsilon = 0{,}125 В, I = 0{,}625 А.

Типичные ошибки

  • Вместо изменения потока берут его начальное или конечное значение. И в закон Фарадея, и в q = \frac{N|\Delta\Phi|}{R} подставляют разность |\Phi_2 - \Phi_1|.
  • Неверно переводят площадь: 1 см² = 10^{-4} м², поэтому 50 см² = 5\cdot 10^{-3} м², а не 5\cdot 10^{-2} м².
  • Путают угол в \Phi = BS\cos\alpha: он отсчитывается от нормали к контуру. Если дан угол между линиями индукции и плоскостью контура, вместо косинуса берут синус этого угла.
  • Считают, что поле индукционного тока всегда направлено против внешнего. Так бывает при росте потока; при его убывании поле тока совпадает по направлению с внешним.

Вопросы по теме

Почему заряд, прошедший по контуру, не зависит от времени изменения потока?
ЭДС индукции равна \frac{\Delta\Phi}{\Delta t}, ток I = \frac{\mathcal{E}}{R}, а заряд q = I\Delta t. При подстановке время сокращается: q = \frac{\Delta\Phi}{R}, для катушки из N витков q = \frac{N\Delta\Phi}{R}. Если изменить поток быстрее, ток станет больше, но будет течь меньше времени, и заряд окажется тем же.
Как определить направление индукционного тока?
Сначала выясни, растёт или убывает магнитный поток через контур. По правилу Ленца поле индукционного тока препятствует этому изменению: при росте потока оно направлено против внешнего поля, при убывании — в ту же сторону. Затем по направлению поля тока внутри контура по правилу буравчика найди направление самого тока.
Потренировать эту тему

ENTLab пишет теорию своими словами на основе спецификации НЦТ. Мы не НЦТ и никак с ним не связаны.