Задание №14 — Закон электромагнитной индукции

#68461Задание №14ФИПИ

Явление электромагнитной индукции. ЭДС индукцииЗакон электромагнитной индукции Фарадея

На железный сердечник надеты две катушки, как показано на рисунке. По правой катушке пропускают ток, который меняется согласно приведённому графику.

undefined
На основании этого графика выберите все вернык утверждения о процессах, происходящих в катушках и сердечнике.

1) В промежутках 0-1 с и 1-2 с направления тока в левой катушке одинаковы.
2) В промежутке времени 2-3 с сила тока в левой катушке равна нулю.
3) Модули силы тока в левой катушке в промежутках 1-2 с и 3-5 с одинаковы.
4) В промежутке 0-2 с модуль индукции магнитного поля в сердечнике равен 0.
5) В промежутке 3-5 с сила тока в левой катушке равномерно уменьшается.

Правильный ответ

Пояснение

Решение:

По графику тока в правой катушке:

$0-2$ с: ток равномерно растёт от $-4$ А до $+4$ А, $\left| \dfrac{\Delta i}{\Delta t} \right| = \dfrac{8}{2} = 4$ А/с;
$2-3$ с: ток постоянен $(4$ А $)$ , $\dfrac{\Delta i}{\Delta t} = 0$ ;
$3-5$ с: ток равномерно убывает от $4$ А до $0$ , $\left| \dfrac{\Delta i}{\Delta t} \right| = \dfrac{4}{2} = 2$ А/с.

Магнитный поток через левую катушку пропорционален току в правой: $\Phi \sim i$ . По закону электромагнитной индукции $\varepsilon = - \dfrac{\Delta \Phi}{\Delta t} \sim - \dfrac{\Delta i}{\Delta t}$ , а ток в замкнутой левой катушке $I = \dfrac{\varepsilon}{R}$ . Значит, ток в левой катушке определяется скоростью изменения тока в правой катушке.

1) На всём промежутке $0-2$ с скорость изменения тока одна и та же $( + 4$ А/с $)$ , поэтому ЭДС индукции и ток в левой катушке постоянны и текут в одну и ту же сторону; смена знака самого тока в момент $t = 1$ с на это не влияет. Верно.

2) На промежутке $2-3$ с ток в правой катушке постоянен, поток не меняется, $\varepsilon = 0$ , поэтому ток в левой катушке равен нулю. Верно.

3) Модули токов относятся как скорости изменения первичного тока: $4$ А/с и $2$ А/с — они отличаются в $2$ раза. Неверно.

4) Индукция поля в сердечнике определяется током правой катушки; на промежутке $0-2$ с этот ток обращается в нуль только в момент $t = 1$ с, а в остальные моменты $B \neq 0$ . Неверно.

5) На промежутке $3-5$ с скорость изменения первичного тока постоянна $(2$ А/с $)$ , поэтому ток в левой катушке постоянен, а не убывает. Неверно.

Ответ: 12