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 — Закон электромагнитной индукции

В катушке индуктивностью 20 мГн сила тока I зависит от времени t, как показано на графике, приведённом на рисунке.

Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения о процессах, происходящих в катушке.

1) Энергия магнитного поля катушки в интервале времени от 2 до 3 с равна 40 мДж.
2) Модуль ЭДС самоиндукции в катушке в момент времени 2,5 с равен нулю.
3) Модуль скорости изменения тока в катушке минимален в интервале времени от 5 до 6 с.
4) Модуль ЭДС самоиндукции в катушке максимален в интервале времени от 5 до 6 с.
5) Модуль ЭДС самоиндукции в катушке в интервале времени от 3 до 5 с равен 20 мВ.

Правильный ответ

Пояснение

Решение:

Дано: $L = 20$ мГн $= 20 \cdot 10^{-3}$ Гн. По графику скорость изменения тока на участках:

$0-2$ с: от $0$ до $4$ А, $\left| \dfrac{\Delta I}{\Delta t} \right| = 2$ А/с;
$2-3$ с: ток постоянен $(4$ А $)$ , $\left| \dfrac{\Delta I}{\Delta t} \right| = 0$ ;
$3-5$ с: от $4$ до $3$ А, $\left| \dfrac{\Delta I}{\Delta t} \right| = 0{,}5$ А/с;
$5-6$ с: от $3$ до $0$ А, $\left| \dfrac{\Delta I}{\Delta t} \right| = 3$ А/с.

Модуль ЭДС самоиндукции $\left| \varepsilon \right| = L \left| \dfrac{\Delta I}{\Delta t} \right|$ , энергия магнитного поля $W = \dfrac{L I^{2}}{2}$ .

1) На участке $2-3$ с ток равен $4$ А, поэтому $W = \dfrac{20 \cdot 10^{-3} \cdot 4^{2}}{2} = 0{,}16$ Дж $= 160$ мДж, а не $40$ мДж. Неверно.

2) Момент $t = 2{,}5$ с лежит на участке $2-3$ с, где ток постоянен: $\dfrac{\Delta I}{\Delta t} = 0$ , значит $\left| \varepsilon \right| = 0$ . Верно.

3) На участке $5-6$ с скорость изменения тока $3$ А/с — она наибольшая, а не наименьшая. Неверно.

4) Там же, на участке $5-6$ с, максимален и модуль ЭДС самоиндукции: $\left| \varepsilon \right| = 20 \cdot 10^{-3} \cdot 3 = 60$ мВ. Верно.

5) На участке $3-5$ с $\left| \varepsilon \right| = 20 \cdot 10^{-3} \cdot 0{,}5 = 10$ мВ, а не $20$ мВ. Неверно.

Ответ: 24