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 6 мГн сила тока I зависит от времени t, как показано на графике, приведённом на рисунке.

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

1) Модуль ЭДС самоиндукции, возникающей в катушке, максимален в интервале времени от $5$ до $6$ с.
2) Энергия магнитного поля катушки в интервале времени от 1 до 3 с оставалась равной 12 мДж.
3) Модуль ЭДС самоиндукции, возникающей в рамке, в интервале времени от 5 до 6 с равен 18 мВ.
4) Модуль ЭДС самоиндукции, возникающей в катушке, минимален в интервале времени от 3 до 4 с.
5) Скорость изменения тока в катушке была максимальна в интервале времени от 4 до 6 с.

Правильный ответ

Пояснение

Решение:

Дано: $L = 6$ мГн $= 6 \cdot 10^{-3}$ Гн. По графику определим скорость изменения тока на каждом участке:

$0-2$ с: ток растёт от $0$ до $4$ А, $\left| \dfrac{\Delta I}{\Delta t} \right| = \dfrac{4}{2} = 2$ А/с;
$2-3$ с: ток постоянен, $\left| \dfrac{\Delta I}{\Delta t} \right| = 0$ ;
$3-5$ с: ток убывает от $4$ до $3$ А, $\left| \dfrac{\Delta I}{\Delta t} \right| = \dfrac{1}{2} = 0{,}5$ А/с;
$5-6$ с: ток убывает 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 катушки $W = \dfrac{L I^{2}}{2}$ .

1) Наибольшая скорость изменения тока $3$ А/с — на участке $5-6$ с, значит там же максимален и $\left| \varepsilon \right|$ . Верно.

2) На участке $1-2$ с ток растёт от $2$ до $4$ А, поэтому энергия меняется от $W = \dfrac{6 \cdot 10^{-3} \cdot 2^{2}}{2} = 12$ мДж до $W = \dfrac{6 \cdot 10^{-3} \cdot 4^{2}}{2} = 48$ мДж, а не остаётся равной $12$ мДж. Неверно.

3) $\left| \varepsilon \right| = 6 \cdot 10^{-3} \cdot 3 = 18 \cdot 10^{-3}$ В $= 18$ мВ. Верно.

4) Минимальное значение $\left| \varepsilon \right| = 0$ достигается там, где ток постоянен, то есть на участке $2-3$ с, а не $3-4$ с. Неверно.

5) На участке $4-5$ с скорость изменения тока равна $0{,}5$ А/с, и лишь на участке $5-6$ с она равна $3$ А/с; на всём промежутке $4-6$ с она не максимальна. Неверно.

Ответ: 13