Рассмотрите рисунок 175. Замкнём ключ К1, оставив ключ К2 разомкнутым. Почему рамка начинает вращаться? Разомкнём ключ К1, замкнём ключ К2 и приведём рамку во вращение. Почему лампочка загорается? Изменяется ли направление тока, протекающего через лампочку?

Эксперимент с рамкой и лампочкой

Сценарий 1: Замкнут ключ К1, ключ К2 разомкнут.

Когда ключ К1 замкнут, по рамке пропускается электрический ток. Если рамка находится в магнитном поле (например, между полюсами магнита, что подразумевается рисунком 175), на неё действует сила Ампера. Эта сила вызывает вращение рамки, так как проводники рамки, по которым течёт ток, находятся в магнитном поле и перпендикулярны ему. Направление силы Ампера определяется правилом левой руки.

Сценарий 2: Разомкнут ключ К1, замкнут ключ К2.

Когда ключ К1 разомкнут, по рамке ток не идёт. Если мы приводим рамку во вращение, то она движется в магнитном поле. Это приводит к изменению магнитного потока, пронизывающего рамку. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, в рамке возникает индуцированная ЭДС, которая заставляет лампочку загораться. Лампочка загорается, потому что в цепи появляется электрический ток.

Изменение направления тока:

Да, направление тока, протекающего через лампочку, изменяется. Поскольку рамка вращается в магнитном поле, индуцированная ЭДС и, следовательно, ток будут периодически менять своё направление. Это происходит потому, что направление вектора магнитной индукции и направление движения проводника рамки относительно друг друга постоянно меняются.

Ответ: Рамка вращается из-за действия силы Ампера. Лампочка загорается из-за возникновения индуцированного тока по закону электромагнитной индукции. Направление тока через лампочку изменяется.