Задание №16 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

#44090Задание №16ФИПИ

Электромагнитная индукция

Рис. 1

Учитель на уроке, используя катушку, замкнутую на гальванометр, и полосовой магнит (см. рис. 1), последовательно провёлопыты по наблюдению явления электромагнитной индукции. Условия проведения опытов и показания гальванометра представлены на рис. 2 и 3.

Рис. 2

Магнит вносят в катушку
со скоростью $\upsilon_{1}$

Рис. 3

Магнит выносят из катушки
со скоростью $\upsilon_{1}$

Выберите из предложенного перечня два утверждения, которые соответствуют результатам проведённых экспериментальных наблюдений. Укажите их номера.

Величина индукционного тока зависит от геометрических размеров катушки.

При изменении магнитного потока, пронизывающего катушку, в катушке возникает электрический (индукционный) ток.

Величина индукционного тока зависит от скорости изменения магнитного потока, пронизывающего катушку.

Направление индукционного тока зависит от того, увеличивается или уменьшается магнитный поток, пронизывающий катушку.

Направление индукционного тока зависит от направления магнитных линий, пронизывающих катушку.

Правильный ответ

Пояснение

Решение.

Для решения данной задачи необходимо проанализировать условия опытов, изображённых на рисунках, и сопоставить их с предложенными утверждениями. Важно помнить, что мы выбираем только те выводы, которые можно сделать непосредственно на основе данного эксперимента.

Анализ опытов:
1. На рис. 2 магнит вносят в катушку северным полюсом вниз со скоростью $\upsilon_{1}$ . При этом магнитный поток через катушку увеличивается. Стрелка гальванометра отклоняется влево, что свидетельствует о возникновении индукционного тока определённого направления.
2. На рис. 3 магнит выносят из катушки (тем же полюсом) с той же скоростью $\upsilon_{1}$ . При этом магнитный поток через катушку уменьшается. Стрелка гальванометра отклоняется вправо, что свидетельствует о возникновении индукционного тока противоположного направления.

Проверка утверждений:
1) Величина индукционного тока зависит от геометрических размеров катушки. — Неверно. В опытах использовалась одна и та же катушка, её размеры не менялись. На основе данных рисунков такой вывод сделать нельзя.
2) При изменении магнитного потока, пронизывающего катушку, в катушке возникает электрический (индукционный) ток. — Верно. Мы видим, что при движении магнита (когда поток меняется) гальванометр фиксирует ток. Это фундаментальный вывод из опытов Фарадея.
3) Величина индукционного тока зависит от скорости изменения магнитного потока. — Неверно (для данного эксперимента). Хотя в физике это утверждение истинно, в данных опытах скорость магнита была одинаковой ( $\upsilon_{1}$ ). Мы не сравнивали опыты с разными скоростями, поэтому из данных рисунков этот вывод не следует.
4) Направление индукционного тока зависит от того, увеличивается или уменьшается магнитный поток. — Верно. На рис. 2 (поток растёт) стрелка отклонилась влево, а на рис. 3 (поток убывает) — вправо. Это прямо подтверждает зависимость направления тока от характера изменения потока.
5) Направление индукционного тока зависит от направления магнитных линий. — Неверно (для данного эксперимента). В обоих опытах магнит был ориентирован северным полюсом ( $N$ ) к катушке. Чтобы проверить это утверждение, нужно было бы провести опыт, перевернув магнит южным полюсом ( $S$ ) вниз, чего в данных условиях не показано.

Таким образом, результатам проведённых наблюдений соответствуют утверждения № 2 и № 4.

Ответ: 24

Источник: ФИПИ