Задание 14

Электродинамика: анализ процессов (изменение величин) · 75 заданий

Задание №14
№14
Катушка № 1 включена в электрическую цепь, состоящую из источника постоянного напряжения и реостата. Катушка № 2 помещена внутрь катушки № 1 и замкнут…
Явление электромагнитной индукции. ЭДС индукции
Задание №14
№14
По гладким параллельным горизонтальным проводящим рельсам, замкнутым на лампочку накаливания, перемещают лёгкий тонкий проводник. Образовавшийся к…
Явление электромагнитной индукции. ЭДС индукции
Задание №14
№14
Две маленькие закреплённые бусинки, расположенные в точках А и В, несут на себе заряды + q > 0 и - 2 q соответственно (см. рисунок). Из приведённого н…
Взаимодействие зарядов
Задание №14
№14
На рисунке приведён график зависимости силы тока I от времени t в колебательном контуре, образованном конденсатором и катушкой, индуктивность которой…
Колебательный контур
Задание №14
№14
Проволочная рамка площадью 60 см² помещена в однородное магнитное поле так, что плоскость рамки перпендикулярна вектору индукции B. Проекция B_n индук…
Закон электромагнитной индукции Фарадея
Задание №14
№14
От деревянного кольца №1 отодвигают южный полюс полосового магнита, а от медного кольца №2 — северный полюс такого же магнита (см. рис.). Из приведённ…
Явление электромагнитной индукции. ЭДС индукции
Задание №14
№14
От деревянного кольца №1 отодвигают южный полюс полосового магнита, а от медного кольца №2 — северный полюс такого же магнита (см. рис.). Из приведённ…
Явление электромагнитной индукции. ЭДС индукции
Задание №14
№14
Незаряженное металлическое тело, продольное сечение которого показано на рисунке, поместили в однородное электрическое поле напряжённостью E. Из приве…
Проводники в электростатическом поле
Задание №14
№14
Проволочная рамка площадью 60 см² помещена в однородное магнитное поле так, что плоскость рамки перпендикулярна вектору индукции B. Проекция B_n индук…
Поток вектора магнитной индукции
Задание №14
№14
На железный сердечник надеты две катушки, как показано на рисунке. По правой катушке пропускают ток, который меняется согласно приведённому графику. Н…
Явление электромагнитной индукции. ЭДС индукции
Задание №14
№14
Незаряженное металлическое тело, продольное сечение которого показано на рисунке, поместили в однородное электрическое поле напряжённостью Е. Из приве…
Проводники в электростатическом поле
Задание №14
№14
На железный сердечник надеты две катушки, как показано на рисунке. По правой катушке пропускают ток, который меняется согласно приведённому графику. Н…
Явление электромагнитной индукции. ЭДС индукции

Задание №14 — Сила тока в катушке, заряд и напряжение на конденсаторе

На железный сердечник надеты две катушки, как показано на рисунке. По правой катушке пропускают ток, который меняется согласно приведённому графику. На основании этого графика выберите все верные утверждения о процессах, происходящих в катушках и сердечнике.

1) В промежутках времени 0-1 и 3-5 с направления тока в левой катушке одинаковы.
2) В промежутке времени 2-3 с сила тока в левой катушке равна 0.
3) Модули силы тока в левой катушке в промежутках времени 1-2 и 3-5 с одинаковы.
4) В промежутке 0-2 с модуль индукции магнитного поля в сердечнике всё время равен 0.
5) В левой катушке сила тока в промежутке времени 0-1 с по модулю больше, чем в промежутке времени 3-5 с.

Правильный ответ

Пояснение

Решение:

Ток правой катушки создаёт в железном сердечнике магнитное поле, модуль индукции которого пропорционален силе тока: $B\sim I$ . Этот поток пронизывает и левую катушку, замкнутую на резистор и амперметр. По закону электромагнитной индукции ЭДС и ток в левой катушке пропорциональны скорости изменения тока в правой:

$\left|\varepsilon_i\right|=\left|\frac{\Delta\Phi}{\Delta t}\right|\sim\left|\frac{\Delta I}{\Delta t}\right|.$

По графику: на участке 0–2 с ток растёт от $-4$ А до $+4$ А, то есть $\dfrac{\Delta I}{\Delta t}=\dfrac{8\ \text{А}}{2\ \text{с}}=4\ \text{А/с}$ ; на участке 2–3 с ток постоянен, $\dfrac{\Delta I}{\Delta t}=0$ ; на участке 3–5 с ток убывает от $4$ А до $0$ , то есть $\dfrac{\Delta I}{\Delta t}=-2\ \text{А/с}$ .

1) На участках 0–1 с и 3–5 с знаки $\dfrac{\Delta I}{\Delta t}$ противоположны ( $+4$ и $-2$ А/с), поэтому направления индукционного тока в левой катушке противоположны. Неверно.

2) На участке 2–3 с ток в правой катушке постоянен, поток не меняется, ЭДС индукции и ток в левой катушке равны нулю. Верно.

3) Модули скоростей изменения тока на участках 1–2 с и 3–5 с равны $4$ и $2$ А/с, поэтому и токи в левой катушке различаются в 2 раза. Неверно.

4) На участке 0–2 с ток в правой катушке обращается в нуль только в момент $t=1$ с, в остальное время $I\ne 0$ и $B\ne 0$ . Неверно.

5) На участке 0–1 с $\left|\dfrac{\Delta I}{\Delta t}\right|=4\ \text{А/с}$ , а на участке 3–5 с — $2\ \text{А/с}$ , поэтому ток в левой катушке в первом случае по модулю больше. Верно.

Ответ: 25