Задание №14 — Закон электромагнитной индукции
По гладким параллельным горизонтальным проводящим рельсам, замкнутым на лампочку накаливания, перемещают лёгкий тонкий проводник. Образовавшийся контур KLMN находится в однородном вертикальном магнитном поле с индукцией (рис. а). При движении проводника площадь контура изменяется так, как указано на графике (рис. б).
Рис. а Рис. б
Выберите все верные утверждения, соответствующие приведённым данным и описанию опыта.
1) В течение первых 6 с индукционный ток течёт через лампочку непрерывно.
2) В интервале времени от 0 до 4 с лампочка горит наиболее ярко.
3) В момент времени t = 2 с сила Ампера, действующая на проводник, направлена влево.
4) Максимальная ЭДС наводится в контуре в интервале времени от 4 до 8 с.
5) Индукционный ток в интервале времени от 6 до 12 с течёт в одном направлении.
Правильный ответ
45
Пояснение
Решение:
1) На протяжении начальных 6 секунд ток индукции в лампе присутствует постоянно. Возникновение индукционного тока обусловлено изменением магнитного потока, величина которого определяется площадью рамки. В первые 4 секунды площадь остаётся постоянной, следовательно, ток в цепи отсутствует. Неверно.
2) В период с 0 до 4 секунд наблюдается максимальная яркость свечения лампы. Как указано в первом пункте, в это время тока нет. Неверно.
3) При t = 2 с вектор силы Ампера, приложенной к проводнику, указывает влево. Данная сила возникает лишь при наличии электрического тока. Поскольку в момент времени t = 2 с ток не индуцируется, сила Ампера равна нулю. Неверно.
4) Наибольшее значение ЭДС индукции достигается в промежутке от 4 до 8 секунд. Величина ЭДС прямо пропорциональна темпу изменения магнитного потока. Наиболее интенсивное изменение площади контура зафиксировано именно в интервале от 4 до 8 секунд. Следовательно, скорость изменения потока здесь максимальна, что приводит к возникновению наибольшей ЭДС. Верно.
5) В течение времени от 6 до 12 секунд направление индукционного тока не меняется. В указанный период площадь рамки монотонно убывала, что обеспечило неизменное направление протекания тока. Верно.
Ответ: 45
Источник: ФИПИ