Задание №14 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ
Используя две катушки, одна из которых подсоединена к источнику тока,
а другая замкнута на амперметр, ученик изучал явление электромагнитной индукции. На рис. 1 представлена схема эксперимента, а на рис. 2 показания амперметра для момента замыкания цепи с катушкой 1 (1), для установившегося постоянного тока, протекающего через катушку 1 (2), и для момента размыкания цепи с катушкой 1 (3).
Рис. 1 |
|
Рис. 2 |
|
Из предложенного перечня выберите два утверждения, соответствующих экспериментальным наблюдениям. Укажите их номера.
В моменты размыкания и замыкания цепи в катушке 2 возникает индукционный ток.
Сила индукционного тока зависит от величины магнитного потока, пронизывающего катушку.
В постоянном магнитном поле сила индукционного тока в катушке 2 принимает максимальное значение.
Экспериментальная установка позволяет наблюдать возникновение индукционного тока в катушке 2.
Величина индукционного тока зависит от магнитных свойств среды.
Правильный ответ
14
Пояснение
Решение.
Для решения задачи проанализируем результаты эксперимента, представленные на рисунках, и сопоставим их с предложенными утверждениями. В основе эксперимента лежит явление электромагнитной индукции — возникновение электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, пронизывающего этот контур.
Анализ экспериментальных данных:
1. На рисунке 2 (ситуация 1) показано, что в момент замыкания цепи катушки 1 стрелка амперметра, подключённого к катушке 2, отклоняется влево. Это означает, что в катушке 2 возник индукционный ток.
2. На рисунке 2 (ситуация 2) показано, что при установившемся постоянном токе в катушке 1 стрелка амперметра стоит на нуле. Это объясняется тем, что магнитное поле катушки 1 постоянно, магнитный поток через катушку 2 не меняется, и индукционный ток не возникает.
3. На рисунке 2 (ситуация 3) показано, что в момент размыкания цепи катушки 1 стрелка амперметра отклоняется вправо. Это подтверждает возникновение индукционного тока в катушке 2 при изменении тока в первой катушке.
Проверка утверждений:
1) В моменты размыкания и замыкания цепи в катушке 2 возникает индукционный ток. — Верно. Это прямо подтверждается отклонением стрелки прибора на кадрах (1) и (3) рисунка 2.
2) Сила индукционного тока зависит от величины магнитного потока, пронизывающего катушку. — Неверно. Согласно закону Фарадея, сила тока зависит не от самой величины потока , а от скорости его изменения . Данный эксперимент не ставил целью сравнение разных величин потока.
3) В постоянном магнитном поле сила индукционного тока в катушке 2 принимает максимальное значение. — Неверно. На кадре (2) видно, что при постоянном токе (и, следовательно, постоянном поле) ток в катушке 2 равен нулю.
4) Экспериментальная установка позволяет наблюдать возникновение индукционного тока в катушке 2. — Верно. Амперметр, включённый в цепь катушки 2, фиксирует наличие тока в моменты изменения магнитного поля первой катушки.
5) Величина индукционного тока зависит от магнитных свойств среды. — Неверно. Хотя это физически правильный факт (например, введение сердечника увеличивает индукцию), в данном конкретном опыте среда не менялась, поэтому на основании данного эксперимента такой вывод сделать нельзя.
Таким образом, соответствующими экспериментальным наблюдениям являются утверждения 1 и 4.
Ответ: 14
Источник: ФИПИ