ادامه جواب پرسش ها و مسائل آخر فصل4 فیزیک یازدهم سوال 8 تا 17

پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین ۸ آخر فصل چهارم فیزیک یازدهم سلام! برای پیدا کردن جهت جریان القایی در تمام این حالت‌ها، از **قانون لنز** استفاده می‌کنیم. **یادآوری قانون لنز:** جریان القایی در جهتی ایجاد می‌شود که با **عامل به وجود آورنده خود (تغییر شار)** مخالفت کند. **تحلیل هر حالت:** * **شکل الف:** 1. **میدان اصلی:** سیم عمودی حامل جریانی رو به **پایین** است. طبق قاعده دست راست، این سیم در محل حلقه (سمت راست خود) یک میدان مغناطیسی **درون‌سو (⊗)** ایجاد می‌کند. 2. **تغییر شار:** جریان سیم «در حال **افزایش**» است. پس شار مغناطیسی **درون‌سو** که از حلقه می‌گذرد، در حال **افزایش** است. 3. **مخالفت (قانون لنز):** حلقه برای مخالفت با این افزایش، باید یک میدان مغناطیسی در جهت مخالف، یعنی **برون‌سو (⊙)** ایجاد کند. 4. **جریان القایی:** طبق قاعده دست راست برای حلقه، برای ایجاد میدان برون‌سو، جریان باید **پادساعتگرد** باشد. * **شکل ب:** 1. **میدان اصلی:** سیم افقی حامل جریانی رو به **راست** است. طبق قاعده دست راست، این سیم در محل حلقه (بالای خود) یک میدان مغناطیسی **برون‌سو (⊙)** ایجاد می‌کند. 2. **تغییر شار:** جریان سیم «در حال **کاهش**» است. پس شار مغناطیسی **برون‌سو** که از حلقه می‌گذرد، در حال **کاهش** است. 3. **مخالفت (قانون لنز):** حلقه برای مخالفت با این کاهش، باید آن را تقویت کند. پس باید یک میدان مغناطیسی هم‌جهت، یعنی **برون‌سو (⊙)** ایجاد کند. 4. **جریان القایی:** برای ایجاد میدان برون‌سو، جریان باید **پادساعتگرد** باشد. * **شکل پ:** 1. **میدان اصلی:** سیم عمودی حامل جریانی رو به **بالا** است. 2. **تغییر شار:** جریان سیم **ثابت** است ($$I$$ ثابت). 3. **مخالفت (قانون لنز):** وقتی جریان ثابت است، میدان مغناطیسی حاصل از آن نیز ثابت است. در نتیجه، شار مغناطیسی عبوری از حلقه **تغییر نمی‌کند ($$\Delta\Phi_B = 0$$)**. 4. **جریان القایی:** چون تغییر شاری وجود ندارد، **هیچ جریان القایی در حلقه ایجاد نمی‌شود.**

پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین ۹ آخر فصل چهارم فیزیک یازدهم سلام! برای حل این مسئله از **قانون لنز** استفاده می‌کنیم که به ما در تعیین جهت جریان القایی کمک می‌کند. **مراحل تحلیل:** 1. **تعیین جهت میدان مغناطیسی سیم‌لوله:** * ابتدا باید بفهمیم سیم‌لوله مانند چه آهنربایی عمل می‌کند. از **قاعده دست راست برای سیم‌لوله** استفاده می‌کنیم. * جریان (I) از سمت راست وارد شده و در حلقه‌های جلویی به سمت **پایین** می‌رود. * چهار انگشت دست راست خود را در جهت جریان (رو به پایین) بگیرید. انگشت شست شما به سمت **چپ** اشاره می‌کند. * این یعنی انتهای **چپ** سیم‌لوله، **قطب شمال (N)** و انتهای راست آن، **قطب جنوب (S)** است. * بنابراین، سیم‌لوله یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند که خطوط آن در محل حلقه رسانا، از راست به **چپ** هستند. 2. **تحلیل تغییر شار مغناطیسی:** * مسئله می‌گوید سیم‌لوله «در حال **دور شدن**» از حلقه است. * با دور شدن سیم‌لوله، میدان مغناطیسی رو به **چپ** که از حلقه عبور می‌کند، **ضعیف‌تر** می‌شود. * در نتیجه، **شار مغناطیسی رو به چپ** در حلقه، در حال **کاهش** است. 3. **کاربرد قانون لنز:** * حلقه رسانا باید با این «کاهش شار رو به چپ» **مخالفت** کند. * برای مخالفت، حلقه باید این کاهش را جبران کند؛ یعنی باید یک میدان مغناطیسی در **همان جهت**، یعنی رو به **چپ**، ایجاد کند. 4. **تعیین جهت جریان القایی:** * حالا باید ببینیم چه جریانی در حلقه، میدانی به سمت **چپ** در مرکز خود ایجاد می‌کند. * از **قاعده دست راست برای حلقه** استفاده می‌کنیم: انگشت شست خود را در جهت میدان مطلوب (به سمت **چپ**) قرار دهید. جهت چرخش چهار انگشت دیگر، جهت جریان را نشان می‌دهد. * در این حالت، انگشتان شما در قسمت **بالای حلقه به سمت داخل صفحه** و در قسمت **پایین حلقه به سمت خارج از صفحه** می‌چرخند. **نتیجه: جهت جریان القایی در قسمت جلویی حلقه، رو به بالا است (پادساعتگرد اگر از راست نگاه کنیم).**

پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین ۱۰ آخر فصل چهارم فیزیک یازدهم سلام! برای حل این مسئله از **قانون لنز** استفاده می‌کنیم. این قانون به ما کمک می‌کند تا جهت جریان القایی را پیدا کنیم. **مراحل تحلیل:** 1. **تعیین جهت میدان مغناطیسی حلقهٔ بیرونی (اصلی):** * حلقه بیرونی به یک باتری وصل است و جریانی در آن برقرار است. جهت جریان (I) در حلقه بیرونی، **ساعتگرد** است. * با استفاده از **قاعده دست راست برای حلقه**، چهار انگشت خود را در جهت جریان (ساعتگرد) بچرخانید. انگشت شست شما به سمت **داخل صفحه (درون‌سو ⊗)** اشاره می‌کند. * بنابراین، حلقه بیرونی یک میدان مغناطیسی **درون‌سو** ایجاد می‌کند. 2. **تحلیل تغییرات:** * مسئله می‌گوید «مقاومت رئوستا **افزایش** می‌یابد». * طبق قانون اهم ($$I = V/R$$)، وقتی مقاومت ($$R$$) افزایش یابد، جریان ($$I$$) در حلقه بیرونی **کاهش** می‌یابد. 3. **تحلیل تغییر شار مغناطیسی:** * چون جریان حلقه بیرونی کاهش می‌یابد، میدان مغناطیسی **درون‌سو (⊗)** که ایجاد می‌کند نیز **ضعیف‌تر** می‌شود. * در نتیجه، **شار مغناطیسی درون‌سو** که از حلقه داخلی عبور می‌کند، در حال **کاهش** است. 4. **مخالفت با تغییر (کاربرد قانون لنز) در حلقهٔ داخلی:** * حلقه داخلی باید با این «کاهش شار درون‌سو» **مخالفت** کند. * برای این کار، باید کاهش را جبران کند؛ یعنی باید یک میدان مغناطیسی در **همان جهت**، یعنی **درون‌سو (⊗)**، ایجاد کند. 5. **تعیین جهت جریان القایی:** * برای ایجاد یک میدان **درون‌سو** در حلقه داخلی، طبق **قاعده دست راست برای حلقه**، جریان القایی باید در جهت **ساعتگرد** باشد. **نتیجه: جریان القایی در حلقهٔ رسانای داخلی در جهت ساعتگرد ایجاد می‌شود.**

پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین ۱۱ آخر فصل چهارم فیزیک یازدهم سلام! برای حل این سوال از **قانون لنز** و دانش خود در مورد میدان مغناطیسی سیم راست استفاده می‌کنیم. **مقدمه: میدان مغناطیسی سیم راست** * ابتدا جهت میدان مغناطیسی سیم را پیدا کنیم. با **قاعده دست راست**، انگشت شست را در جهت جریان (I) رو به **بالا** می‌گیریم. چهار انگشت دیگر نشان می‌دهند که میدان در سمت **راست** سیم، **درون‌سو (⊗)** و در سمت **چپ** سیم، **برون‌سو (⊙)** است. * همچنین می‌دانیم که قدرت میدان با فاصله از سیم رابطه عکس دارد (هر چه دورتر، ضعیف‌تر). **تحلیل حلقهٔ سمت چپ:** 1. **نوع حرکت:** این حلقه به سمت **بالا** حرکت می‌کند، یعنی **موازی** با سیم. 2. **تحلیل تغییر شار:** در حین این حرکت، فاصلهٔ هر نقطه از حلقه تا سیم **ثابت** باقی می‌ماند. از آنجایی که قدرت میدان مغناطیسی فقط به فاصله از سیم بستگی دارد، میدانی که از حلقه عبور می‌کند **تغییر نمی‌کند**. 3. **نتیجه:** شار مغناطیسی ($$\Phi_B$$) عبوری از حلقه **ثابت** است ($$\Delta\Phi_B = 0$$). طبق قانون فارادی، چون تغییر شاری وجود ندارد، **هیچ جریان القایی در این حلقه ایجاد نمی‌شود.** **تحلیل حلقهٔ سمت راست:** 1. **نوع حرکت:** این حلقه به سمت **راست** حرکت می‌کند، یعنی در حال **دور شدن** از سیم است. 2. **تحلیل تغییر شار:** * در محل این حلقه، میدان مغناطیسی سیم **درون‌سو (⊗)** است. * با دور شدن حلقه از سیم، به منطقه‌ای می‌رود که میدان مغناطیسی **ضعیف‌تری** دارد. * بنابراین، **شار مغناطیسی درون‌سو** که از حلقه عبور می‌کند، در حال **کاهش** است. 3. **کاربرد قانون لنز:** * حلقه باید با این «کاهش شار درون‌سو» **مخالفت** کند. * برای این کار، باید آن را جبران کند؛ یعنی یک میدان مغناطیسی در **همان جهت** (درون‌سو ⊗) ایجاد کند. 4. **تعیین جهت جریان القایی:** * برای ایجاد یک میدان **درون‌سو**، طبق **قاعده دست راست برای حلقه**، جریان باید در جهت **ساعتگرد** باشد. **خلاصه:** * **حلقه چپ:** جریان القایی **ندارد**. * **حلقه راست:** جریان القایی در جهت **ساعتگرد** دارد.

پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین ۱۲ آخر فصل چهارم فیزیک یازدهم سلام! برای پیدا کردن جهت جریان القایی در این حالت، از **قانون لنز** استفاده می‌کنیم. قانون لنز یک روش بسیار مفهومی و قدرتمند است. **یادآوری قانون لنز:** جریان القایی در جهتی به وجود می‌آید که با **عامل به وجود آورنده خود**، یعنی **تغییر شار مغناطیسی**، مخالفت کند. **مراحل تحلیل:** 1. **شناسایی عامل تغییر:** * عامل تغییر، **خارج شدن** حلقه از ناحیه میدان مغناطیسی است. 2. **تحلیل تغییر شار مغناطیسی:** * جهت میدان مغناطیسی ($$\vec{B}$$)، **درون‌سو (⊗)** است. * وقتی حلقه به سمت راست کشیده و از میدان خارج می‌شود، مساحتی از حلقه که درون میدان قرار دارد، **کاهش** می‌یابد. * در نتیجه، **شار مغناطیسی درون‌سو** که از حلقه عبور می‌کند، در حال **کاهش** است. 3. **مخالفت با تغییر (کاربرد قانون لنز):** * حلقه باید با این «کاهش شار درون‌سو» **مخالفت** کند. * برای مخالفت با این کاهش، حلقه باید سعی کند آن را جبران کند. یعنی باید یک میدان مغناطیسی در **همان جهت**، یعنی **درون‌سو (⊗)**، ایجاد نماید. 4. **تعیین جهت جریان القایی:** * حالا باید ببینیم چه جریانی در حلقه، میدانی **درون‌سو** در مرکز خود ایجاد می‌کند. * از **قاعده دست راست برای حلقه** استفاده می‌کنیم: انگشت شست خود را در جهت میدان القایی مطلوب (به سمت **داخل صفحه**) قرار دهید. جهت چرخش چهار انگشت دیگر شما، جهت جریان را نشان می‌دهد. * در این حالت، انگشتان شما در جهت **ساعتگرد** می‌چرخند. **نتیجه: جهت جریان القایی در حلقه، ساعتگرد است.**

پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین ۱۳ آخر فصل چهارم فیزیک یازدهم سلام! برای حل این مسئله می‌توانیم از دو روش عالی استفاده کنیم: **قانون لنز** و **نیروی محرکه حرکتی**. هر دو به یک جواب می‌رسند. --- **روش اول: استفاده از قانون لنز (تغییر شار)** 1. **تحلیل تغییر شار:** * وقتی میله فلزی CD به سمت **راست** حرکت می‌کند، **مساحت (A)** حلقه‌ای که توسط مدار بسته (U شکل + میله) تشکیل شده، **افزایش** می‌یابد. * میدان مغناطیسی ($$\vec{B}$$) یکنواخت و **درون‌سو (⊗)** است. * بنابراین، **شار مغناطیسی درون‌سو** ($$\Phi_B = BA$$) که از مدار عبور می‌کند، در حال **افزایش** است. 2. **مخالفت با تغییر:** * طبق **قانون لنز**، مدار باید با این «افزایش شار درون‌سو» مخالفت کند. * برای این کار، باید یک میدان مغناطیسی در جهت **مخالف**، یعنی **برون‌سو (⊙)**، ایجاد کند. 3. **تعیین جهت جریان:** * برای ایجاد یک میدان **برون‌سو** در داخل حلقه، طبق **قاعده دست راست برای حلقه**، جریان باید در جهت **پادساعتگرد** باشد. * این یعنی جریان در میله CD از نقطه **D به C** حرکت می‌کند. --- **روش دوم: استفاده از نیروی محرکه حرکتی** 1. **تحلیل نیرو بر بارهای متحرک:** * میله فلزی CD دارای بارهای مثبت آزادی است که همراه با میله با سرعت $$ \vec{v} $$ به سمت **راست** حرکت می‌کنند. * این بارهای متحرک در یک میدان مغناطیسی ($$\vec{B}$$) **درون‌سو** قرار دارند. * بنابراین، نیروی مغناطیسی لورنتس ($$\vec{F} = q(\vec{v} \times \vec{B})$$) به آنها وارد می‌شود. 2. **تعیین جهت نیرو:** * از **قاعده دست راست برای نیروی لورنتس** استفاده می‌کنیم: 1. چهار انگشت را در جهت **سرعت ($$\vec{v}$$)**، یعنی به سمت **راست**، قرار دهید. 2. کف دست را در جهت **میدان ($$\vec{B}$$)**، یعنی رو به **داخل صفحه**، بگیرید. 3. **انگشت شست** شما جهت نیرو را نشان می‌دهد که به سمت **بالا** است. 3. **تعیین جهت جریان:** * نیروی مغناطیسی، بارهای مثبت را در میله به سمت **بالا** (از D به C) حرکت می‌دهد. این تجمع بارها یک نیروی محرکه حرکتی ایجاد می‌کند. * در نتیجه، جریان در مدار در جهتی برقرار می‌شود که در میله از D به C حرکت کند. **نتیجه نهایی (هر دو روش):** **جهت جریان القایی در مدار پادساعتگرد است (و در میلهٔ CD از پایین به بالا است).**

پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین ۱۴ آخر فصل چهارم فیزیک یازدهم سلام! این سوال یک مثال عالی از **القای متقابل** بین دو سیم‌لوله است. ما از **قانون لنز** برای تعیین جهت جریان القایی در سیم‌لوله دوم (ثانویه) استفاده می‌کنیم. **مقدمه: تعیین جهت میدان سیم‌لوله اولیه (سمت چپ)** * ابتدا باید جهت میدان مغناطیسی که سیم‌لوله اول ایجاد می‌کند را پیدا کنیم. * جریان از پایانه مثبت باتری (+) خارج شده و پس از عبور از کلید، وارد سیم‌لوله می‌شود. جهت جریان در حلقه‌های **جلویی** سیم‌لوله، رو به **پایین** است. * با استفاده از **قاعده دست راست برای سیم‌لوله**، اگر چهار انگشت را در جهت جریان (رو به پایین) بگیریم، انگشت شست به سمت **چپ** اشاره می‌کند. * پس سیم‌لوله اول، یک میدان مغناطیسی به سمت **چپ** ایجاد می‌کند. --- **الف) در لحظهٔ بستن کلید K:** 1. **تغییر شار:** در لحظه بستن کلید، جریانی در سیم‌لوله اول برقرار می‌شود و میدان مغناطیسی آن از صفر به مقداری مشخص **افزایش** می‌یابد. این میدان رو به **چپ**، از داخل سیم‌لوله دوم نیز عبور می‌کند. 2. پس، **شار مغناطیسی رو به چپ** در سیم‌لوله دوم، در حال **افزایش** است. 3. **مخالفت (قانون لنز):** سیم‌لوله دوم باید با این افزایش مخالفت کند. بنابراین، یک میدان مغناطیسی در جهت **مخالف**، یعنی رو به **راست**، ایجاد می‌کند. 4. **جریان القایی:** برای ایجاد میدانی رو به **راست** در سیم‌لوله دوم، طبق قاعده دست راست، جریان در حلقه‌های جلویی آن باید رو به **بالا** باشد. این جریان از مقاومت R از نقطه **a به b** عبور می‌کند. **نتیجه (الف): جریان القایی از a به b است.** --- **ب) در لحظهٔ باز کردن کلید K:** 1. **تغییر شار:** در لحظه باز کردن کلید، جریان در سیم‌لوله اول قطع شده و میدان مغناطیسی رو به **چپ** آن از بین می‌رود (از مقداری مشخص به صفر **کاهش** می‌یابد). 2. پس، **شار مغناطیسی رو به چپ** در سیم‌لوله دوم، در حال **کاهش** است. 3. **مخالفت (قانون لنز):** سیم‌لوله دوم باید با این کاهش مخالفت کند. برای این کار، باید آن را جبران کند؛ یعنی یک میدان مغناطیسی در **همان جهت**، یعنی رو به **چپ**، ایجاد کند. 4. **جریان القایی:** برای ایجاد میدانی رو به **چپ** در سیم‌لوله دوم، طبق قاعده دست راست، جریان در حلقه‌های جلویی آن باید رو به **پایین** باشد. این جریان از مقاومت R از نقطه **b به a** عبور می‌کند. **نتیجه (ب): جریان القایی از b به a است.**

پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین ۱۵ آخر فصل چهارم فیزیک یازدهم سلام! این سوال مفاهیم **شار مغناطیسی** و **قانون لنز** را در مراحل مختلف حرکت یک حلقه بررسی می‌کند. **الف) شار بیشینه و مقدار آن:** * **مرحله شار بیشینه:** شار مغناطیسی ($$\Phi_B = BA$$) زمانی بیشینه (ماکزیمم) است که **تمام سطح حلقه** درون میدان مغناطیسی یکنواخت قرار گرفته باشد. این اتفاق در **مرحله میانی** رخ می‌دهد، یعنی زمانی که حلقه به طور کامل داخل ناحیه میدان است. * **محاسبه مقدار شار بیشینه:** 1. **تبدیل واحدها:** * طول ضلع: $$ l = ۱۰ \, cm = ۰.۱ \, m $$ * مساحت: $$ A = l^2 = (۰.۱ \, m)^2 = ۰.۰۱ \, m^2 $$ * میدان مغناطیسی: $$ B = ۲۰ \, mT = ۲۰ \times ۱۰^{-۳} \, T $$ 2. **محاسبه شار:** $$ \Phi_{max} = B \times A = (۲۰ \times ۱۰^{-۳} \, T) \times (۰.۰۱ \, m^2) = ۰.۲ \times ۱۰^{-۳} \, Wb = ۲.۰ \times ۱۰^{-۴} \, Wb $$ --- **ب) وضعیت‌های تغییر شار و جهت جریان القایی:** شار مغناطیسی زمانی تغییر می‌کند که مساحت حلقه درون میدان در حال تغییر باشد. این اتفاق در دو وضعیت رخ می‌دهد: 1. **وضعیت ورود به میدان:** * **تغییر شار:** در حین ورود، مساحت حلقه درون میدان **افزایش** می‌یابد. بنابراین، شار مغناطیسی **درون‌سو (⊗)** در حال **افزایش** است. * **جهت جریان (قانون لنز):** برای مخالفت با این افزایش، حلقه باید میدانی در جهت مخالف، یعنی **برون‌سو (⊙)**، ایجاد کند. طبق قاعده دست راست، جریان القایی در جهت **پادساعتگرد** خواهد بود. 2. **وضعیت خروج از میدان:** * **تغییر شار:** در حین خروج، مساحت حلقه درون میدان **کاهش** می‌یابد. بنابراین، شار مغناطیسی **درون‌سو (⊗)** در حال **کاهش** است. * **جهت جریان (قانون لنز):** برای مخالفت با این کاهش، حلقه باید میدانی در همان جهت، یعنی **درون‌سو (⊗)**، ایجاد کند تا کاهش را جبران نماید. طبق قاعده دست راست، جریان القایی در جهت **ساعتگرد** خواهد بود. **(وضعیت حرکت کامل درون میدان):** در این حالت، مساحت حلقه درون میدان ثابت است، پس شار مغناطیسی نیز **ثابت** است ($$\Delta\Phi_B = 0$$) و **هیچ جریان القایی وجود ندارد.**

پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین ۱۶ آخر فصل چهارم فیزیک یازدهم سلام! برای پیدا کردن جهت جریان القایی در هر وضعیت، از **قانون لنز** استفاده می‌کنیم. قانون لنز می‌گوید جریان القایی با عامل به وجود آورنده خود (تغییر شار) مخالفت می‌کند. **مقدمه: جهت میدان آهنربا** خطوط میدان مغناطیسی از قطب **شمال (N)** خارج شده و به قطب **جنوب (S)** وارد می‌شوند. در تمام فضای اطراف این آهنربا، خطوط میدان از راست (N) به چپ (S) جهت‌گیری کرده‌اند. --- **تحلیل وضعیت ۳ (نزدیک شدن به قطب N):** 1. **تغییر شار:** حلقه به آهنربا نزدیک می‌شود. در این ناحیه، خطوط میدان از قطب N **خارج** می‌شوند. پس **شار مغناطیسی رو به راست** که از حلقه عبور می‌کند، در حال **افزایش** است. 2. **مخالفت (قانون لنز):** حلقه برای مخالفت با این افزایش، باید یک میدان مغناطیسی در جهت **مخالف**، یعنی رو به **چپ**، ایجاد کند (تا نیروی دافعه ایجاد شود). 3. **جریان القایی:** برای ایجاد میدانی رو به **چپ**، طبق قاعده دست راست، جریان در قسمت بالای حلقه باید **برون‌سو (⊙)** و در پایین **درون‌سو (⊗)** باشد. --- **تحلیل وضعیت ۲ (عبور از روی مرکز آهنربا):** 1. **تغییر شار:** در مرکز یک آهنربای میله‌ای ایده‌آل، خطوط میدان کاملاً در امتداد محور آهنربا هستند. وقتی حلقه دقیقاً از روی مرکز عبور می‌کند، شار مغناطیسی لحظه‌ای به بیشترین مقدار خود می‌رسد، اما **آهنگ تغییرات شار** در آن لحظه **صفر** است (مانند قله یک تابع). 2. **نتیجه:** چون آهنگ تغییر شار صفر است ($$\frac{d\Phi_B}{dt} = 0$$)، **جریان القایی در این لحظه صفر است.** --- **تحلیل وضعیت ۱ (دور شدن از قطب S):** 1. **تغییر شار:** حلقه به حرکت خود به سمت چپ ادامه داده و از قطب S دور می‌شود. در این ناحیه، خطوط میدان به قطب S **وارد** می‌شوند. پس شار مغناطیسی همچنان رو به **چپ** است. اما چون حلقه در حال دور شدن است، این شار رو به چپ **کاهش** می‌یابد. 2. **مخالفت (قانون لنز):** حلقه برای مخالفت با این کاهش، باید آن را جبران کند. پس باید یک میدان مغناطیسی در **همان جهت**، یعنی رو به **چپ**، ایجاد کند (تا نیروی جاذبه ایجاد شود). 3. **جریان القایی:** برای ایجاد میدانی رو به **چپ**، درست مانند وضعیت ۳، جریان در قسمت بالای حلقه باید **برون‌سو (⊙)** و در پایین **درون‌سو (⊗)** باشد. **نکته جالب:** جهت جریان در وضعیت ۱ و ۳ یکسان است!

پاسخ تشریحی و گام به گام تمرین ۱۷ آخر فصل چهارم فیزیک یازدهم سلام! برای پاسخ به این سوال، باید ببینیم انرژی ذخیره‌شده در القاگر به چه عواملی بستگی دارد. **۱. فرمول کلیدی:** انرژی ($$U_L$$) که در یک القاگر (سیم‌لوله) با ضریب خودالقایی $$L$$ ذخیره می‌شود، از رابطه زیر به دست می‌آید: $$ U_L = \frac{۱}{۲} L I^2 $$ * $$L$$: ضریب خودالقایی القاگر (که به مشخصات فیزیکی آن مثل تعداد دور، طول و مساحت بستگی دارد و در اینجا ثابت است). * $$I$$: جریانی که از القاگر عبور می‌کند. **۲. تحلیل هدف:** ما می‌خواهیم انرژی ذخیره‌شده ($$U_L$$) را **زیاد** کنیم. با توجه به فرمول، چون $$L$$ ثابت است، تنها راه برای این کار، **افزایش جریان (I)** عبوری از مدار است. **۳. روش افزایش جریان:** * مدار ما یک مدار جریان مستقیم (DC) است که از یک باتری، یک رئوستا (مقاومت متغیر) و یک القاگر تشکیل شده. در حالت پایدار DC، القاگر مانند یک سیم با مقاومت ناچیز عمل می‌کند. * جریان کل در مدار از **قانون اهم** تبعیت می‌کند: $$ I = \frac{V}{R_{total}} $$ * $$V$$ ولتاژ باتری است که طبق فرض سوال، **ثابت** است. * $$R_{total}$$ مقاومت کل مدار است که شامل مقاومت رئوستا و مقاومت داخلی سیم‌ها و القاگر است. * برای **افزایش جریان (I)**، در حالی که ولتاژ ($$V$$) ثابت است، ما باید **مقاومت کل ($$R_{total}$$) را کاهش دهیم**. **۴. پیشنهاد عملی:** * تنها عنصر قابل تغییر در مقاومت مدار، **رئوستا** است. * بنابراین، راه پیشنهادی این است که **لغزندهٔ رئوستا را طوری حرکت دهیم که مقاومت آن کاهش یابد.** **خلاصه پیشنهاد:** برای افزایش انرژی ذخیره شده در القاگر، باید جریان عبوری از آن را افزایش دهیم. این کار با **کاهش مقاومت رئوستا** در مدار امکان‌پذیر است.