Задание №16 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Решение. Для правильного выбора утверждений проанализируем условия и результаты представленных опытов, опираясь на физические законы электромагнетизма.

1. Анализ явления: На рисунках 2 и 3 изображён процесс внесения постоянного магнита в катушку, соединённую с гальванометром. При движении магнита изменяется магнитный поток $\Phi$, пронизывающий витки катушки. Согласно закону электромагнитной индукции Фарадея, это приводит к возникновению в катушке ЭДС индукции и, как следствие, индукционного тока. Мы видим это по отклонению стрелки гальванометра от нулевой отметки.

2. Сравнение опытов:
– В опыте на рис. 2 магнит вносят со скоростью $\upsilon_{1}$. Стрелка гальванометра отклоняется на небольшое количество делений.
– В опыте на рис. 3 магнит вносят со скоростью $\upsilon_{2}$, которая по условию больше $\upsilon_{1}$. Мы видим, что стрелка гальванометра отклонилась на значительно больший угол.
Скорость движения магнита напрямую определяет скорость изменения магнитного потока $\frac{\Delta \Phi}{\Delta t}$. Чем быстрее движется магнит, тем быстрее меняется поток и тем больше сила возникающего тока.

3. Проверка утверждений:
1) Величина индукционного тока зависит от геометрических размеров катушки. — В данных опытах использовалась одна и та же катушка, её размеры не менялись. Следовательно, на основе этих экспериментов такой вывод сделать нельзя.
2) При изменении магнитного потока, пронизывающего катушку, в катушке возникает электрический (индукционный) ток. — Верно. Само наличие отклонения стрелки при движении магнита (когда поток меняется) подтверждает этот факт.
3) Величина индукционного тока зависит от скорости изменения магнитного потока, пронизывающего катушку. — Верно. Сравнение рис. 2 и рис. 3 показывает: при увеличении скорости движения магнита (и, соответственно, скорости изменения потока) ток в цепи увеличивается.
4) Направление индукционного тока зависит от того, увеличивается или уменьшается магнитный поток. — В обоих опытах магнит вносили в катушку (поток только увеличивался). Опыты по вынесению магнита не проводились, поэтому из данных наблюдений этот вывод не следует.
5) Направление индукционного тока зависит от направления магнитных линий. — В обоих опытах магнит вносили северным полюсом $N$ вниз. Смена полюсов не производилась, поэтому экспериментального подтверждения этого факта в данных опытах нет.

Таким образом, результатам проведённых наблюдений соответствуют утверждения № 2 и № 3.

Ответ: 23

Источник: ФИПИ