Задание №14 — Явление электромагнитной индукции. Магнитный поток

#68628Задание №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.

Из приведенного ниже списка выберите два верных утверждения о процессах, происходящих в катушках и сердечнике.

1) В промежутках 0–1 и 1–2 с направления тока в правой катушке различны.
2) В промежутке времени 2–3 с сила тока в левой катушке отлична от нуля.
3) Модуль силы тока в левой катушке в промежутке 1–2 с больше, чем в промежутке 3–5 с.
4) В промежутке 0–2 с модуль магнитной индукции в сердечнике минимален.
5) В промежутке 1–2 с сила тока в левой катушке равномерно увеличивается.

Правильный ответ

Пояснение

Решение:

Обе катушки надеты на общий сердечник, поэтому магнитный поток правой катушки пронизывает левую. По закону электромагнитной индукции ЭДС в левой катушке

$|\varepsilon_i|=N\left|\frac{\Delta\Phi}{\Delta t}\right|\sim\left|\frac{\Delta i}{\Delta t}\right|,$

то есть ток в левой катушке определяется не самим током справа, а скоростью его изменения.

1) В промежутке 0–1 с сила тока отрицательна, в промежутке 1–2 с — положительна, значит направления тока в правой катушке в этих промежутках противоположны — утверждение верно.

2) В промежутке 2–3 с ток постоянен $(i=4$ А $)$ , поэтому $\frac{\Delta\Phi}{\Delta t}=0$ , ЭДС индукции и ток в левой катушке равны нулю — утверждение неверно.

3) В промежутке 1–2 с $\left|\frac{\Delta i}{\Delta t}\right|=\frac{4-0}{1}=4$ А/с, а в промежутке 3–5 с $\left|\frac{\Delta i}{\Delta t}\right|=\frac{4-0}{2}=2$ А/с. Скорость изменения тока (а значит, и модуль тока в левой катушке) в первом случае больше — утверждение верно.

4) Модуль индукции в сердечнике пропорционален модулю силы тока. В промежутке 0–2 с модуль тока меняется от 4 А до нуля и снова до 4 А, минимальное (нулевое) значение достигается лишь в момент $t=1$ с и повторяется при $t=5$ с, так что говорить о минимуме на всём промежутке 0–2 с нельзя — утверждение неверно.

5) В промежутке 1–2 с ток справа меняется равномерно, поэтому ЭДС индукции постоянна и ток в левой катушке не увеличивается, а остаётся неизменным — утверждение неверно.

Ответ: 13