Чтобы определить направление индукционного тока, возникающего в проводящем контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего контур, поставим следующий опыт.
Будем приближать магнит к алюминиевому кольцу, закрепленному на свободно вращающемся стержне (рис. 15.1).
Мы увидим, что кольцо при этом отталкивается от магнита.
 | Рис. 15.1. При приближении магнита к проводящему кольцу в кольце возникает индукционный ток такого направления, что кольцо начинает отталкиваться от магнита. |
Если же приближать магнит к такому же, но разрезанному кольцу (изображенному на рис. 15.1 справа), кольцо останется в покое.
В чем же причина этих эффектов?
Раз сплошное кольцо взаимодействует с магнитом, значит, в этом кольце идет ток. И понятно, почему он возник: при приближении магнита увеличивается поток магнитной индукции, пронизывающий кольцо, а это порождает индукционный ток.
Понятно также, почему не взаимодействует с магнитом разрезанное кольцо: из-за разреза в нем просто не может идти ток.
Выясним теперь, почему направление индукционного тока в кольце таково, что кольцо отталкивается от магнита?
Ответ на этот вопрос дает закон сохранения энергии.
Если кольцо отталкивается от магнита, то и магнит отталкивается от кольца (по третьему закону Ньютона). Следовательно, приближая магнит к кольцу, мы совершаем положительную работу, то есть затрачиваем энергию. Эта энергия превращается в энергию магнитного поля индукционного тока.
Закон сохранения энергии помогает найти ответ и на вопрос: как направлена магнитная индукция возникшего тока?
Заметим, что при приближении магнита к кольцу магнитная индукция внутри кольца увеличивается. Если индукция магнитного поля тока в кольце была бы направлена в ту же сторону, что индукция магнитного поля магнита, то общее изменение магнитного потока через кольцо увеличилось бы еще больше, вследствие чего сила индукционного тока возросла бы еще.
Это привело бы к новому увеличению магнитного потока, а вместе с ним к еще большему возрастанию силы тока. Но такое «беспричинное» возрастание индукционного тока и магнитного поля явно противоречило бы закону сохранения энергии.
Итак, мы приходим к выводу, что магнитное поле индукционного тока ослабляет изменение магнитного поля магнита.