Задание №14 — Правило Ленца

#68500Задание №14ФИПИ

Явление электромагнитной индукции. ЭДС индукцииПравило Ленца

Катушка №1 включена в электрическую цепь, состоящую из источника напряжения и реостата. Катушка №2 помещена внутрь катушки №1 и замкнута (см. рисунок).

Из приведенного ниже списка выберите все правильные утверждения, характеризующие процессы в цепи и катушках при перемещении ползунка реостата вправо.

1) Сила тока в катушке №1 увеличивается.
2) Модуль вектора индукции магнитного поля, созданного катушкой №1, уменьшается.
3) Магнитный поток, пронизывающий катушку №2, уменьшается.
4) Вектор индукции магнитного поля, созданного катушкой №2, в центре этой катушки направлен к наблюдателю.
5) В катушке №2 индукционный ток направлен против часовой стрелки.

Правильный ответ

Пояснение

Решение:

По схеме в цепь включён участок обмотки реостата от его левого вывода до ползунка. При перемещении ползунка вправо длина этого участка растёт, поэтому сопротивление реостата увеличивается.

По закону Ома для участка цепи $I = \dfrac{U}{R}$ : с ростом $R$ сила тока в катушке № 1 уменьшается, значит утверждение 1 неверно.

Модуль индукции магнитного поля катушки прямо пропорционален силе тока в ней: $B_{1} \sim I_{1}$ . Ток убывает, поэтому модуль вектора $\vec{B}_{1}$ уменьшается — утверждение 2 верно.

Катушка № 2 находится внутри катушки № 1, её пронизывает поток $\Phi = B_{1} S$ . Так как $B_{1}$ убывает, магнитный поток через катушку № 2 уменьшается — утверждение 3 верно.

По рисунку ток в катушке № 1 течёт по часовой стрелке (если смотреть со стороны наблюдателя), поэтому по правилу правой руки вектор $\vec{B}_{1}$ внутри катушек направлен от наблюдателя. По правилу Ленца индукционный ток в замкнутой катушке № 2 препятствует убыванию потока, значит его собственное поле сонаправлено с $\vec{B}_{1}$ , то есть тоже направлено от наблюдателя, а сам индукционный ток течёт по часовой стрелке. Утверждения 4 и 5 неверны.

Ответ: 23